# 体积光效生成报告
## 场景分析
- 已知参数：
  - 光源位置：(-12.0, 20.0, 5.5)
  - 光源强度：3.4（假定处于线性色域下的相对强度或引擎物理强度单位已统一）
  - 体积密度：0.42（假定为无量纲相对密度，介质均匀）
- 物理建模假设：
  - 使用均匀介质的单次散射主导模型，Henyey–Greenstein 相位函数，前向散射为主
  - 以室内/尘雾环境常见范围设定灭散系数标定系数 k ≈ 0.12 m⁻¹（每单位密度）
  - 则灭散系数 σ_t = k · ρ = 0.12 × 0.42 ≈ 0.0504 m⁻¹
  - 单次散射反照率（单次散射代替吸收的比例）ω ≈ 0.85 → 散射系数 σ_s = ω·σ_t ≈ 0.0428 m⁻¹，吸收系数 σ_a = σ_t − σ_s ≈ 0.0076 m⁻¹
  - 相位各向异性 g ≈ 0.6（尘雾/薄雾的典型前向散射）
  - 平均自由程 MFP = 1/σ_t ≈ 19.8 m
  - 透过率直观参考：T(10 m) = e^(−σ_t·10) ≈ 0.60；T(20 m) ≈ 0.37（20 m 后光束明显衰减但仍可见）
- 构图与空间关系：
  - 未提供目标照明物体/相机位置。若将目标点暂定为原点 (0,0,0)，则光源指向向量 d = (12, −20, −5.5)，单位向量 ≈ (0.501, −0.835, −0.229)，便于形成定向的可控光束。
  - 建议以聚光灯几何（有光锥和半影）替代点光源进行体积光塑形，以便获得清晰可控的光束与体积阴影。

## 光效参数
- 光源类型：聚光灯（从点光源推断并推荐，用于形成易辨识的光束）
- 散射强度：σ_s ≈ 0.0428 m⁻¹（基于 ω=0.85）
- 衰减系数：σ_t ≈ 0.0504 m⁻¹

附加（供实现用）：
- 吸收系数：σ_a ≈ 0.0076 m⁻¹
- 相位函数各向异性：g ≈ 0.6（Henyey–Greenstein）
- 平均自由程：MFP ≈ 19.8 m
- 建议光锥：内角 ≈ 15°，外角 ≈ 25°，半影/软边：0.5
- 体积采样范围（Volumetric Range）：≈ 1.5 × MFP ≈ 30 m

## 渲染建议
通用（物理一致）配置步骤：
1. 介质体积材质/体积雾参数
   - 设定 σ_t=0.050 m⁻¹，σ_s=0.043 m⁻¹，σ_a=0.0076 m⁻¹（保留三位有效数字即可）
   - 相位函数：Henyey–Greenstein，g=0.6（偏前向，能增强光束方向性）
   - 体积范围：30 m（覆盖至约 1.5×MFP，让光束在远端平滑消隐）
   - 颜色/Albedo：依据光源色温；若未定，先用中性（RGB≈(0.95,0.95,1.0)）并用微暖色光源塑形
2. 光源设置（聚光灯）
   - 位置：(-12, 20, 5.5)；方向：指向关注区域（示例：指向(0,0,0)）
   - 内/外锥角：15°/25°；阴影启用，并开启体积阴影（Volumetric Shadows）
   - 强度：使用现有 3.4 的工程单位；若使用物理单位，保持项目曝光一致性，无需额外倍率
3. 体积采样与质量
   - 射线步长：步长 ≈ min(0.5 m, MFP/24) → 建议 0.4–0.6 m
   - 每像素步数：体积范围/步长 ≈ 30/0.5 → ≈ 60 步；低端机可降至 40 步并启用时域重投影
   - 抖动+TAA/时域重投影：开启以抑制条带与噪点
   - 多次散射近似：可低强度开启（强度 0.2–0.35）提升朦胧度，避免过曝
4. 构图与遮挡
   - 使用几何遮挡（窗格、百叶、岩缝）或光照 Cookie/Gobo 纹理，制造有节奏的光束条带
   - 阴影贴图：分辨率中高档（≥2K），并开启接触阴影/体积阴影过滤，避免锯齿
5. 曝光与能量守恒
   - 避免在材质与光源同时叠加过强增益；推荐将“体积散射乘子”控制在 1.0–1.2 区间
   - 验证能量守恒：确保 σ_t ≈ σ_s + σ_a；曝光下高光不裁剪，黑位不抬升

引擎落地示例：
- Unity HDRP
  - Lighting > Volumetrics：启用 Volumetric Fog；Anisotropy=0.6；Mean Free Path ≈ 20 m；Albedo 略暖
  - 灯光（Spot）：Enable Volumetrics & Volumetric Shadow；Inner/Outer=15°/25°；Intensity=3.4（按项目单位）
  - Volumetric Quality：Slice Count≈64；Range=30 m；Filter=Temporal Reprojection 开启
- Unreal Engine
  - ExponentialHeightFog：启用 Volumetric Fog；Scattering Distribution=0.6；Extinction Scale≈与 σ_t 匹配（目标 MFP≈20 m）
  - Fog Albedo 略暖；View Distance/Volumetric Fog Distance≈30 m
  - 灯光（Spot）：Volumetric Scattering Intensity≈1.0–1.2；体积阴影开启；Light Function（可选）塑造光束纹理

性能与稳定性优化：
- 体积分辨率下采样 2×；近景保持高质量，远景用体积距离淡出
- 将体积步长与MFP绑定，后期只需调整密度即可稳定画质
- 使用深度阈值限制体积计算在可见雾层内，减少空算

## 效果预览
- 从 (-12, 20, 5.5) 位置投下的聚光束在约 20–30 m 内逐渐衰减，形成前向偏移的柔和光柱。光束在遮挡物边缘显现清晰的体积阴影与半影过渡，近处对比度更高，远处在 20 m 之后明显变薄并自然融入环境。整体可见但不过曝，空间层次与空气感增强。

# 体积光效生成报告
## 场景分析
- 光源位于(0.0, 15.0, 0.0)，高于场景原点约15 m，适合作为顶置点光源用于营造从上至下的体积散射与光柱。
- 体积密度ρ = 0.06（约等效灭迹系数σ_t ≈ 0.06 m^-1），属中等偏浓雾霾。平均自由程l ≈ 1/σ_t ≈ 16.7 m。
  - 透过率T(d) = exp(-σ_t·d)：d=10 m时T≈0.55，d=20 m时T≈0.30，d=30 m时T≈0.17，光柱应在30–35 m内有良好层次。
- 未提供方向信息，默认为点光源（各向辐射），体积光柱形态主要由场景遮挡几何决定（无遮挡时表现为光晕与局部雾亮化）。

## 光效参数
- 光源类型：点光源（物理衰减：平方反比）
- 散射强度：0.14（由 I·ρ·albedo = 2.6 × 0.06 × 0.9 计算，供引擎“Volumetric Scattering”或等效参数参考）
- 衰减系数：0.06 m^-1（σ_t；建议范围0.055–0.065以微调对比度）
- 建议补充参数：
  - 体积反照率（albedo）：0.90
  - 吸收系数：σ_a = σ_t·(1 - albedo) = 0.006 m^-1
  - 散射系数：σ_s = σ_t·albedo = 0.054 m^-1
  - 相函数各向异性：g = 0.6（中度前向散射，利于形成“God Rays”）
  - 最大散射距离：35 m（进一步距离贡献可忽略，控制采样成本）
  - 颜色：近中性略暖（#FFF2E0 ~ #FFEBD6）可增强空气感；未设定色调时使用白光

## 渲染建议
1) 体积介质设置
   - 使用均匀体积为主，叠加低频3D噪声调制密度：
     - 噪声幅度：0.15（相对ρ）
     - 噪声尺度：12–18 m
     - 噪声滚动速度：0.05–0.1 m/s（避免显著漂移）
   - 体积包围盒：覆盖光源下方至少40×40×40 m，底部与地面相交，避免裁剪光柱。

2) 光源与阴影
   - 点光源强度：2.6（引擎使用物理衰减/曝光时，无需手动补偿；若过曝，优先调曝光而非降散射）
   - 影子：启用体积阴影
     - 点光阴影贴图（立方体）：1024–2048，PCF 3×3
     - 阴影偏移：0.003–0.006（相对深度），稳定级联/固定近裁剪0.1 m
   - 光照影响半径：35–40 m（与最大散射距离一致或略大）

3) 体积积分与采样
   - 光线步进：步长Δs = 0.5 m；最大步数N_max = 70（覆盖35 m）
   - 抖动：步进抖动0.5·Δs，蓝噪声分布；早停阈值：T < 0.01时提前结束
   - 多帧累积：开启时间重投影，历史权重0.85–0.9；启用4×交错采样+时域滤波
   - 散射夹紧：每步散射贡献上限Clamp = 0.8（避免局部热斑与闪烁）

4) 曝光与后期
   - 曝光：优先使用自动曝光，中灰目标12–14%，高光裁切阈值在HDR 8–10范围
   - Bloom/镜头眩光：轻度（强度0.05–0.08，阈值1.2–1.5），匹配物理相机响应

5) 性能与质量平衡
   - 体积分辨率：基于屏幕的三维网格中等质量（如屏幕1/2–1/3分辨率，深度切片48–64）
   - 屏幕空间降噪：各向异性引导滤波，法线/深度保边；减少光柱边缘模糊
   - 调参与排查：
     - 若光柱过弱：先将g提升至0.7，再微增albedo至0.92，最后小幅增I（≤+10%）
     - 若雾蒙过重：先降σ_t到0.055，再降散射强度到0.12
     - 无明显“柱”：确保有遮挡几何或在光源与介质间放置格栅/开孔元素

## 效果预览
- 从(0,15,0)向下，光在中等密度介质中产生柔和、略前向的体积散射。近光源区域明亮，随距离按exp(-0.06·d)衰减，约30–35 m内可见清晰层次。若存在洞口、梁柱或树叶等遮挡，将形成多束“God Rays”，边缘细腻、无闪烁与过曝；无明显遮挡时表现为顶光雾辉与渐层体积光晕，整体氛围自然、对比适中。