d3d12龙书学习之MiniEngine的最小化实现（十六） 龙书第20章 阴影贴图 Shadow Map

shadow map技术简介

Shadow Map网上有大把的技术文档。

简单说就是设置一个camera到需要产生阴影的光源位置，根据光源类型有不同的camera类型。
使用这个camera观察世界，生成深度图。
回到真正的camera那里，在绘制世界的时候，判断当前顶点的深度与深度图上对应位置的值。

如果顶点深度小于（根据设置，也可以大于）深度图的值，代表没有被遮挡，否则代表在阴影中。

MiniEngine中的shadowBuffer

本身就是一个深度缓冲区。稍微封装了下，方便绘制阴影深度图到buffer中

MiniEngine中的shadowCamera

这个camera啊，一直没看懂，根据官方的例子，始终无法实现正常的阴影。
考虑到camera本身已经被修改过，所以这个shadwoCamera也要修改

调试以及知其然而不知所以然的魔改过程

做好后，发现没有阴影。

两个怀疑点

1. 阴影pso参数错误
2. shadowCamera错误

对于1，修改了很多参数，发现也没有什么用。
于是开始调试2

1. 场景中仅保留一个渲染目标，方便进行图形调试
2. 设置阴影绘制的shadowCamera为正常的camera，发现可以绘制出阴影图。确定是shadowCamera的问题
3. 研究shadowCamera的代码。发现看不明白
4. 最后决定直接把shadowCamera魔改下。当然并没有按照d3d12book一样采用正交摄像机。暂时还是用的透视

void GameCore::ShadowCamera::UpdateMatrix(
    Vector3 LightDirection, Vector3 ShadowCenter, Vector3 ShadowBounds,
    uint32_t BufferWidth, uint32_t BufferHeight, uint32_t BufferPrecision )
{
    SetLookDirection(LightDirection, Vector3(kYUnitVector) );

    // Converts world units to texel units so we can quantize the camera position to whole texel units
    Vector3 RcpDimensions = Recip(ShadowBounds);
    Vector3 QuantizeScale = Vector3((float)BufferWidth, (float)BufferHeight, (float)((1 << BufferPrecision) - 1)) * RcpDimensions;

    SetPosition(-LightDirection * ShadowBounds.GetX() / 2.0f);

    // 看不懂原先的代码什么意思， 所以暂时直接改成这样吧
//     // Transform to view space
//     ShadowCenter = ~GetRotation() * ShadowCenter;
//     // Scale to texel units, truncate fractional part, and scale back to world units
//     ShadowCenter = Floor(ShadowCenter * QuantizeScale) / QuantizeScale;
//     // Transform back into world space
//     ShadowCenter = GetRotation() * ShadowCenter;
// 
//     SetPosition(ShadowCenter);

    SetProjMatrix( Matrix4::MakeScale(Vector3(2.0f, 2.0f, 1.0f) * RcpDimensions) );

    Update();

    // Transform from clip space to texture space
    m_ShadowMatrix =  Matrix4( AffineTransform( Matrix3::MakeScale( 0.5f, -0.5f, 1.0f ), Vector3(0.5f, 0.5f, 0.0f) ) ) * m_ViewProjMatrix;
}

原先阴影摄像机这个中心点很诡异，考虑到原本为右手坐标系，而且本身我修改过baseCamera代码。这里暂时也就不纠结了。改成我喜欢的一种简单的方式来实现就可以了。

简单跑一下，发现阴影正常了。不错。

柱子上没有影子？

结果发现柱子上没有影子。对于pso的参数，文档也极少。
尝试修改下，发现成功了

RasterizerShadow.SlopeScaledDepthBias = 1.5f;
RasterizerShadow.DepthBias = 100;

总结

以前看过一篇文章，讲这个程序员有一类是这样的，靠瞎蒙编程。蒙对了就不管了。
我现在学dx12就是这么个过程。
对于dx12很多的参数做不到理解，也找不到说明什么的。

不管怎么样，还是要一步一步慢慢地走。我觉得坑踩多了，自然而然就会有一些理解了，期间也要继续学习dx12相关的一些知识。

效果图：