01 Voxel GI：原理与管线
本文只建立 Voxel GI 的管线视图：场景数据怎样进入体素场，辐射结果怎样被屏幕查询，以及 Render Graph 怎样表达这些阶段的依赖。体素坐标、三角形写入、Cone 采样和滤波细节留给后续文章。
一、全局光照
全局光照关心的是光在场景中的整体传播：直接光从光源到达表面，间接光经过一次或多次表面反射后继续影响其他表面。实时方案需要一份可更新的场景表示，用有限预算近似这个传播过程。
1.1 直接光与间接光
在本项目的数据流中，体素化先写入 Albedo、Normal、Opacity 与 Emissive；Lighting 再根据方向光阴影和这些属性生成辐射结果；屏幕阶段从辐射体积查询当前像素的间接光。这里最重要的是阶段边界：材质属性是输入，Radiance 是光照阶段的输出，屏幕纹理是最终合成前的查询结果。
二、实时 GI 方案
不同实时 GI 方案的差异主要在于场景表示与查询方式。下面的比较只用于定位本系列的体素方案，不表示项目同时实现了所有方案。
| 方案 | 场景表示 | 主要取舍 |
|---|---|---|
| 烘焙光照 / Lightmap | 纹理 | 静态场景查询便宜，但运行时动态更新受限 |
| Light Probe / 体积探针 | 探针与插值 | 动态物体接入简单，但空间细节有限 |
| 屏幕空间 GI | 屏幕深度/颜色 | 运行时轻量，但屏幕外信息缺失 |
| 硬件光线追踪 | 加速结构 | 路径表达直接，但硬件与采样预算要求高 |
| Voxel GI / VCT | 三维体素纹理 | 可查询 Bounds 内的屏幕外场景，但体素数量随三个维度增长 |
Voxel GI 选择规则三维网格作为场景缓存。Screen Trace 以相机 Depth/Normals 找到屏幕表面，再查询这份缓存；它是屏幕端的查询阶段，不替代体素化。
三、体素场景表示
体素网格把场景属性放进规则三维坐标中，使 Compute Shader 能并行构建，使光照阶段能用 3D Texture 查询。项目用独立的 Voxelization Bounds 指定网格覆盖范围，Volume 的影响区域只决定相机何时启用 GI。
3.1 范围与统一采样单位
网格范围会被规范化为世界空间轴对齐立方体，最长轴决定边长，voxelResolution 决定统一体素尺寸。这个坐标约定同时被体素写入、光照查询和屏幕位置转换使用；具体的矩阵与边界规则见下一篇。
3.2 Voxel Cone Tracing 的位置
Cone Tracing 是从表面查询辐射体积的一种方式：有限数量的宽锥体覆盖法线半球，远处查询更粗的空间层级。本文只需要知道它位于“体素 Radiance 生成”之后、“屏幕合成”之前，具体采样语义见第 05 篇。
四、Voxel GI 管线
一帧先由 VolumeManager.instance.stack 提供设置，并由 VoxelGIVolume.TryGetActive 选出当前 Volume 与规范化 Bounds。随后连续经过两个门：ShouldVoxelize 判断是否重建场景体素数据，ShouldRelight 判断是否需要重算光照；前者为真时会隐含后者为真。无方向光时仍可体素化和保留 Emissive，但跳过 Shadow Pass。
4.1 场景与辐射阶段
VoxelGIVolume 和相机上下文提供本帧的设置、Bounds、方向光与资源描述。ShouldVoxelize 为真时，方向光存在才登记 Shadow，随后 Compute 体素化写入 GBuffer；没有方向光则明确跳过 Shadow。为假时复用持久 GBuffer，再由 ShouldRelight 决定是否进入 Lighting；这两个门分别控制场景数据重建和光照重算，不能合并为一个“每帧更新”开关。
4.2 屏幕与合成阶段
Screen Trace 读取相机 Depth/Normals，重建世界位置并转成体素坐标；盒外或无效深度提前结束。Temporal（若条件满足）读取历史，Bilateral 按深度和法线抑制跨表面混合，最后将屏幕 GI 加回场景颜色。
五、Render Graph 调度
插件从 ScriptableRendererFeature 进入 URP，VoxelGIRenderPass.RecordRenderGraph 是总调度入口。Render Graph 的职责是记录每个阶段读写哪些资源，从而保证 Shadow、Voxelization、Lighting、Screen Trace、滤波和 Composite 的顺序；它不替换普通物体的 URP/Lit 表面渲染。这里的图是纵向执行关系，不把每个资源生命周期展开成另一张流程图。
5.1 一帧快照与阶段依赖
调度开始时，把当前相机、Volume、Bounds、方向光、Renderer 注册表和 Camera Context 组合成同一份设置快照。阶段只依赖快照和上游结果：GBuffer 依赖 Voxelization，DirectRadiance 依赖 GBuffer/Shadow，启用 SecondBounce 时 FinalRadiance 依赖 DirectRadiance，Screen Trace 读取当前可用 Radiance/Depth/Normals，Composite 依赖屏幕结果与 Scene Color Copy。
5.2 持久与瞬态资源
Camera Context 跨帧保留后续帧仍需读取的体素数据、辐射结果、方向光深度和屏幕历史；当前帧的原子累积、屏幕输出、滤波输出与颜色 Copy 则由 Render Graph 按阶段创建和复用。文章只需要记住这个所有权边界：跨帧结果是阶段输入，瞬态资源是阶段之间的依赖，不把两者混成同一类缓存。