阴影技术：Shadow Map 初探

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• ShadowMap的原理

  • 光源和目标点之间的连线没有任何物体遮挡，则目标点没有在阴影中；
  • 光源和目标点之间的连线有物体遮挡，则目标点处在阴影中；
  • ShadowMap是一张2D纹理图，用来表述遮挡关系；
  • ShadowMap记录了以光源视角来看，各个可照射角度下离光源最近的物体与光源的距离；

• ShadowMap的产生

  • 把光源位置作为视点渲染场景，在pixelShader把每像素与光源的距离写到RenderTarget中
  • 一定要打开深度测试，因为要保证：写到RenderTarget上的距离值肯定是（同一视角下）距离光源最近的物体与光源的距离。换句说就是不处在阴影中的点的距离值。

• 分两个pass进行渲染

  • 第一个pass产生ShadowMap
  • 第二个pass正常渲染物体

• 如何在第二个pass中判断有无阴影

  • vertexShader中，记录当前顶点对应于ShadowMap中的纹理坐标uv
  • pixelShader中取出uv对应的ShadowMap中的值Di，即：当前视角下，距离光源最近的物体与光源的距离
  • pixelShader中计算当前像素与光源的距离Dii，并且与Di进行比较，大于Di则有阴影。

• 如何在第二个pass中取出顶点对应于ShadowMap的纹理坐标

  • 如同ShadowMap的产生：把光源位置作为视点，即把物体变换到光源对应的空间并进行透视投影，计算出顶点对应于整个屏幕空间的纹理坐标uv
  • 矩阵变换、透视投影等原理可见twinsen的blog：http://blog.csdn.net/popy007/article/category/640562

• ShadowMap的优缺点

  • 优点：简单、易于实现。
  • 缺点：ShadowMap分辨率不高时，或灯光与物体隔得很近时，在边缘处会产生锯齿。
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• 代码地址：https://github.com/spracle/RenderMonkeyShader/tree/master/shadowMap