Realtime Shadow Rendering Log

计算机图形学中，实时阴影分两类：Shadow Volume和 Shadow Maps。其本质为找到屏幕中未被光源照射到的象素，在绘制光照物体时，忽略这些象素。阴影的要素由光源，遮挡物与接受物组成。遮挡物也是阴影接受物之一。
阴影与阴影空间的形成: 以光源为中心（或为方向），凡是被遮挡物表面遮挡掉的空间，都处于阴影之下。在没有接受物时，此空间分为两个部分。光照空间和阴影空间。阴影空间为：光源与遮挡物面向光源轮廓形成的不规则无限大的锥。此时，阴影只存在于遮挡物本身的背光面上。当此空间中有分离的第三个物体，且有部分处于阴影空间中时，第三个物体成为阴影接受物，其面向光源表面会有遮挡物的影子。同时其本身也是遮挡物。
屏幕空间阴影：共同的想法都是力图在已光栅化物体的屏幕DEPTH BUFFER中，用某种光线与遮挡物之间关系形成的光栅图形象素，与此象素所在位置的深度值做比较。从而判断出此象素是否处于阴影空间中。
Shadow Volume（阴影体）就是此处定义的阴影空间。阴影体由从光源到面向光源遮挡物轮廓边组成的若干三角面组成。还需要加上遮挡物面向光源的所有三角形。它是阴影体的盖子。Shadow Volume绘制的目标，就是判断一个物体，是否处于阴影空间之中。把物体所有位于阴影体的象素都标记出来。不被渲染。
由于无限远投影VOLUME，和VOLUME CAP以及Z-FAILED的结合使用，改进了VOLUME的近截面穿透，镜头在VOLUME内正确阴影绘制等硬伤，已经趋于成熟。
在控制填充率方面的加速有：
double surface stencil rendering：由硬件一次性绘制完STENCIL BUFFER里的锥；否则要分里外面分别渲染两次。
depth range culling：由硬件检测深度范围内才进行STENCIL的操作。
volume culling：图中白点是光源，白盒子是光源AABB，蓝色是SCREEN SPACE的AABB。黄色是遮挡物。可以看到阴影体与光源AABB相交的点在SCREEN SPACE中构成了绿色的AABB。这才是真正需要进行STENCIL 操作的地方。使用SISSOR TEST进行优化。

几何方面的优化：
aotu gen volume in vertex shader :使用VERTEX SHADER直接在显卡内生成VOLUME三角形
非封闭网格volume generation：非封闭网格的volume如今也可以解决了。
静态预计算volume: 没啥说的，相对不动的光和遮挡物结队就先把volume算出来存着了。

Shadow Volume对于遮挡物几何拓扑关系信息的要求，是此方法最大弊病。无论skin还是变形mesh，甚至只要物体或灯一动，都必须重新背面剔除着寻找轮廓，重新生成volume三角形等等繁重几何体力劳动。由于算法所注定，用volume者，身心具勤也....

Soft Shadow Volume: 软阴影方面，利用volume的几何属性，可以根据面光源大小，真的切出些模仿半影空间来。来看看画条轮廓边的阴影如何做：

多的就不记录了。一般来讲，太复杂的算法，除非硬件真死命支持，否则生命力很难说。。。
Shadow Maps, 顾名思义，就是阴影图。其本质定义，应该叫Depth Maps(深度图)。记录了遮挡物表面象素到光源的距离。实际SHADOWMAPS就是做了个判断，在光源投影坐标系里（就是把相机屏幕摆到光源前，观察点就在光源），遮挡物和接受物都投影在光源透视平面（相机屏幕）。两物体在屏幕上会有重合的点，比较这两个点的实际位置离光源哪个更远。再概括讲，就是判断从光源射出的光线，是先遇到了遮挡物，还是先遇到了接受物。如果先遇到遮挡物，那么这条光线延伸线的地方如果有接受物，则接受物这个地方就在阴影下。

SHADOWMAP的变形改进算法，主要致力于解决走样问题。有限空间，SHADOWMAP一般也就512X512。
透视SHADOWMPA，著名的PSM，它本身瑕疵多多，限制很大。难为被咬牙切齿的咒骂为骗局。确实光PSM在游戏实用工程上还是比较难。但其创造性的打开一个局面，即，shadowmaps不光只可以和视觉透视一样采用正常透视绘制，也可以无所不用其极的变形绘制shadowmaps的空间。也就有了后来的梯形shadow maps，光源空间透视shadow mpas,对数shadow maps等方法.甚至还引发了irregular shadow maps等奇思怪想。发明一种新光栅化方法，加速shadow maps...有这功夫，还不如发明一种自动64X64采样的柔化shadow maps功能，或者自动shadow cubemaps，把点光源的shadow maps自动化。
因为Perspective shadow maps，Light-space perspective shadow，Trapezoidal shadow maps，Practical Logarithmic Shadow Maps的思路都大体一样，所以查一篇就清楚一大片。不多说。
切分shadow maps，想法也很直接，既然一个shadowmap分辨率有限，就想办法按照空间（Z）多分出几块来，每个部分用不同分辨率的画。类似Adaptive shadow maps，Plural sunlight buffers，Tiled shadow maps。
变形＋切分：Dual paraboloid类似环境贴图，但这回是把周围360球型世界映射到双抛物面上。PSM with cube maps可以模拟点光源的阴影。点光源是shadowmaps的死穴。犹如shadow volume的几何密集劳动...把周围场景分6次绘制进一个CUBE MAP。。。听着就很辛苦...

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/puzzy3d/archive/2006/08/17/1076599.aspx

Realtime Shadow Rendering Log相关推荐

Real-Time Skin Rendering
Wrap Lighting 最简单的Trick就是这个方法.假设uniform光照,把原本的 N ⋅ L N\cdot L N⋅L变成 N ⋅ L + w r a p 1 + w r a p \fra ...
《Real-Time Rendering 4th Edition》全文翻译 - 第3章图形处理单元(GPU)（中）3.4 ~ 3.6
不闹情绪了--好好学习,拯救世界-- 实时渲染(第四版)Real-Time Rendering (Fourth Edition) 第3章图形处理单元(GPU) Chapter 3 The Graph ...
Real-Time Rendering——Chapter 15Non-Photorealistic Rendering非真实感渲染15.1 Toon Shading15.1卡通阴影
"Using a term like 'nonlinear science' is like referring to the bulk of zoology as 'the study o ...
简述Shadow Mapping和Shadow Volume的新方法
简介阴影渲染在真实感图形渲染中非常重要,它作为一种视觉上的提示,将场景的空间结构和物体的相对关系反馈给用户.研究表明,阴影的有无对用户认知空间物体位置具有重要作用[1].然而,实时.高清的阴影渲染始 ...
[转]Nvidia 的Shadow 文章收集
版权声明:转载时请以超链接形式标明文章原始出处和作者信息及本声明 http://phoenixzz.blogbus.com/logs/121660419.html Shadowing is a key ...
GPU Gems1 - 14 透视阴影贴图（Perspective Shadow Maps: Care and Feeding）
开篇先说,这文章好难懂啊,到现在也没完全弄明白,有大佬的话欢迎指点.这篇大体意思是对Perspective Shadow Maps进行部分优化.GEMS这书这点是真挺蛋疼,很多文章都是对某项技术的优化 ...
Unity3d 屏幕空间人体皮肤知觉渲染次表面散射Screen-Space Perceptual Rendering Subsurface Scattering of Human Skin...
之前的人皮渲染相关前篇1:unity3d Human skin real time rendering 真实模拟人皮实时渲染前篇2:unity3d Human skin real time ren ...
Unity3d 屏幕空间人体皮肤知觉渲染次表面散射Screen-Space Perceptual Rendering Subsurface Scattering of Human Skin
之前的人皮渲染相关前篇1:unity3d Human skin real time rendering 真实模拟人皮实时渲染前篇2:unity3d Human skin real time ren ...
Unity阴影（Shadow）、Shadowmap
Unity阴影(Shadow) 在Unity中,阴影(Shadow)是用于模拟场景中物体之间相互遮挡和光照效果的特性.阴影可以增加场景的真实感,并在视觉上提供深度和空间感. Unity提供了几种阴影投 ...

Realtime Shadow Rendering Log

Realtime Shadow Rendering Log相关推荐

最新文章

热门文章