天空、天气与自然环境：11篇复现

先预测，再建立证据

先预测：如果只把ShaderX中的DirectX 8/9、早期GLSL或固定功能接口替换成现代API，哪些数据顺序、精度、过滤和同步假设会改变？环境效果跨越巨大尺度与多个介质，必须统一单位、光照、深度和状态转换，而不是叠加独立特效。 本页用、、、和建立统一验收语言。

官方范围与唯一归属

来源：ShaderX 2 · Tips & Tricks · ShaderX 3 · ShaderX 4 · ShaderX 6 · ShaderX 7。以下原篇只在本主题拥有一个主归属；其他主题可以引用，但不得重复计入329篇覆盖。

ShaderX 2 · Tips & Tricks · 1篇

• SXX-SX2T-23 · Advanced Sky Dome Rendering：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。

ShaderX 3 · 3篇

• SXX-SX3-44 · Light Shaft Rendering：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。
• SXX-SX3-45 · Rendering Rainbows：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。
• SXX-SX3-46 · A Practical Analytic Model for Daylight with Shaders：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。

ShaderX 4 · 4篇

• SXX-SX4-16 · Real-time Rendering and Simulation of the Airbrush Media for Metallic Appearance：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。
• SXX-SX4-37 · Winter Wonderland：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。
• SXX-SX4-38 · Rendering Snow Cover：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。
• SXX-SX4-40 · A Dynamic Sky System：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。

ShaderX 6 · 1篇

• SXX-SX6-25 · Rendering Realistic Ice Objects：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。

ShaderX 7 · 2篇

• SXX-SX7-21 · Dynamic Weather Effects：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。
• SXX-SX7-23 · Advanced Geometry for Complex Sky Representation：围绕环境尺度拆出输入、核心变换、输出、失败边界和现代GPU证据，避免只复述效果名称。

核心模型与不变量

环境效果跨越巨大尺度与多个介质，必须统一单位、光照、深度和状态转换，而不是叠加独立特效。 复现时先写输入、输出、坐标或数据域、迭代顺序、误差判据和资源生命周期，再讨论接口迁移。任何优化都要指出它保持、近似或放弃了哪条关系。

公式里的量必须给出范围、单位、空间、精度和生产者。画面相似不代表算法等价；数值接近也不代表带宽、时序和设备边界相同。

最小现代探针

float4 ProbeStage(float4 inputValue, float4 constantsValue) {
    float4 candidate = EvaluateInvariant(inputValue, constantsValue);
    return float4(candidate.xyz, 1.0);
}

探针一次只暴露一个阶段。先使用常量、解析输入和小规模CPU参考确认关系，再逐步恢复纹理、变体、并行和历史数据。

历史载体到现代路径

original article -> assumptions -> invariant -> reference
reference -> modern shader/compute path -> intermediate evidence
evidence -> image or numeric diff -> target-device acceptance

旧shader model、寄存器语义、effect框架、render-to-texture和多pass接口可以变化，但读写依赖、采样边界、精度和同步不能被省略。迁移报告要明确标记完全等价、受控近似和不可直接迁移。

性能、兼容与失败边界

固定设备、驱动、分辨率、场景、帧阶段和统计窗口，分别报告CPU提交、GPU时间、外存流量、显存峰值与画质误差。历史技巧在现代GPU上可能被编译器、缓存或专用硬件替代，必须以捕获而不是名称判断。

{"source":"volume + article id","correctness":"reference diff","compatibility":"api and device matrix","performance":"end-to-end metrics","failure":"minimal replay"}

1. 固定卷号、篇名、来源、原始平台和输入输出。
2. 写出核心不变量、CPU或离线参考以及现代GPU路径。
3. 构造正常、边界、退化和超容量输入，保存中间证据。
4. 在目标设备重放，记录图像或数值误差和端到端成本。

常见误区

练习

本章回顾

天空、天气与自然环境页承载11篇唯一原文；每篇都回到问题、不变量、现代实现、边界和证据，而不是只保留一个效果名称。