Shadow学习笔记（PSM，LiSPSM，TSM，PSSM，CSM）

Shadow很重要，伴随着我最近学习ShadowMap相关的东西，在这里记录一下，以便日后有需要的时候，再去看

一、简单总结

阴影实现的方法，目前能够大多数硬件都支持的包括：ShadowVolume和ShadowMap。

关于上述两种阴影的简单介绍，可以通过下面这个ppt的介绍： http://download.csdn.net/detail/junjie020/6760047

ShadowVolume是基于Geometry的方法实现，大致算法是

1. 求出ShadowCaster的阴影体
2. 然后用这个阴影体与ShadowReceiver求交
3. 最后基于Stencil Buffer，计算出阴影（ShadowVolume只是知道大致是这样，没有试过动手实现，可能有错，下面有相关技术介绍的索引）。

优点：

不会走样，因为阴影的计算基于几何体计算的，并且是实现硬阴影的好选择。

（应该还有更多的优点的，水平有限，没有详细研究）

缺点：

1. 速度相比起ShadowMap来讲，要慢，因为阴影体计算及求交要耗费大量CPU时间，而且你的物体越复杂，performance下降得就越厉害；
2. 实现软阴影的话，比较困难；（这些我都是通过我看过的文章和书籍里面得出的，我自己没有做过benchmark，而且我相信人家的benchmark会做得比我好，哈哈，不过如果我需要用到它的话，我也会去做的，哈哈）；

ShadowMap是基于图像空间的，大致的算法是：

1. 变换到LightSource的position，即以LightSource>

目前在学习PSM和LiSPSM，下面这个程序是基于Nvidia SDK中的Practical PSM整理得出的（里面包含了PSM，LiSPSM和TSM），工程是VS2012，有兴趣的可以去下载，代码质量尽管一般般，但思路还是很清晰的，值得边学习边拿来对着论文来看的： http://blog.csdn.net/junjie020/article/details/17474903

二、具体的算法

关于PSM

首先需要对某些术语进行解析：Post Perspective Space，其实就是Normalize Device Coordinate，但还没有映射到【-1，1】之间的时候（Clip Coordinate Space，我是这么理解的）。

1. 在Post Perspective Space（PPS）上进行ShadowMap。在PPS进行shadow>
2. 最后需要处理的是，被裁剪的物体的阴影投射（cast）到场景中去，所以这个时候，虚拟摄像机就是一个非常简单的解决办法了。这个虚拟摄像机会通过判断这个要投射阴影到场景中，但又不会渲染到场景的物体的boundbox，对摄像机进行调整，进而在shadow texture中生成的时候，将这个物体的阴影投射也考虑进去，这个时候问题就能够解决了。但新的问题就产生了，由于摄像机拉后了，必然会导致阴影的质量降低，导致有新的aliasing出现，GPU gems1，14章里面有关于这个虚拟摄像机的解决办法，感觉挺难理解的，只当作思路的参考就好了。

关于LiSPSM

http://cg.tuwien.ac.at/research/vr/lispsm/

关于PSSM

关于CSM

参考资料：

Prespective Shadow Maps 都是论文

LiSPSM 都是论文

GPU Gems 3 Chapter 10. Parallel-Split Shadow Maps on Programmable GPUs——http://http.developer.nvidia.com/GPUGems3/gpugems3_ch10.html

ShaderX 5 Cascaded Shadow Maps

ShaderX 6 Stabilize Cascaded Shadow Maps