開篇先說，這文章好難懂啊，到現(xiàn)在也沒完全弄明白，有大佬的話歡迎指點(diǎn)。這篇大體意思是對Perspective Shadow Maps進(jìn)行部分優(yōu)化。GEMS這書這點(diǎn)是真挺蛋疼，很多文章都是對某項技術(shù)的優(yōu)化，那先介紹介紹原來技術(shù)嘛，我都不知道原來技術(shù)為啥有毛病（當(dāng)然是咱自己菜雞）上來就給我整優(yōu)化，完全看不懂。先貼上Perspective Shadow Maps技術(shù)的最原始論文鏈接

?http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.449.9505&rep=rep1&type=pdf

一個關(guān)于shadow map技術(shù)非常好的鏈接，之后有時間得詳細(xì)寫一篇關(guān)于這個文章的積累

http://www.opengl-tutorial.org/intermediate-tutorials/tutorial-16-shadow-mapping

本文開篇上來又來介紹陰影渲染的兩大流派。

• 陰影體（shadow volumes）/模板陰影（stencil shadows）
• 陰影貼圖（Shadow Maps）

之前文章已經(jīng)介紹過這倆技術(shù)流派了，這里就略過了。透視陰影貼圖（Perspective Shadow Maps, PSMs）是由Stamminger和Drettakis 在SIGGRAPH 2002上提出的一種陰影貼圖（Shadow Maps）流派的方法，通過使用在投射后空間（post-projective space）中的陰影貼圖來去除其中的走樣。

The most significant problems of the presented PSM algorithm are these three(PSM算法三個問題):

• To hold all potential shadow casters inside the virtual camera frustum, "virtual cameras" are used when the light source is behind the camera. This results in poor shadow quality.（虛擬相機(jī)技術(shù)帶來陰影質(zhì)量降低）
• The shadow quality depends heavily on the light position in camera space.（陰影質(zhì)量很依賴于光源對相機(jī)的位置）
• Biasing problems weren't discussed in the original paper. Bias is a problem with PSMs because the texel area is distributed in a nonuniform way, which means that bias cannot be a constant anymore and should depend on the texel position.（bias問題）

虛擬相機(jī)

如以下兩個圖所示，這玩意粗俗來講，意思就是樹木1不在攝像機(jī)范圍內(nèi)，但是光照到這個樹木1投射出來的陰影投到地面后確在攝像機(jī)范圍內(nèi)，這可咋整呢，那就像圖2似的，把攝像機(jī)虛擬的往后挪點(diǎn)，把樹木1囊括在攝像機(jī)范圍內(nèi)來解決這個問題。虛擬攝像機(jī)這種技術(shù)帶來的問題就是陰影質(zhì)量會降低，因為本來貼近攝像機(jī)的物體，比如樹木2，會因為相機(jī)向后挪動后在視野中變小，自然會影響其陰影質(zhì)量。

解決虛擬攝像機(jī)的問題可以采用以下辦法：對光源矩陣使用特別的投射變換。如下圖所示，它由一個原始的（非后移過的虛擬相機(jī)）攝像機(jī)，一個“”逆向“”光源和攝像機(jī)后面的物體組成。

?我個人非常粗俗的理解是，該方法構(gòu)造了一個很特別的矩陣，使得光源經(jīng)過點(diǎn)1向負(fù)無窮發(fā)射，之后又轉(zhuǎn)回來經(jīng)過234點(diǎn)直至正無窮大。（這塊理解不太好，望大佬指導(dǎo)）

?對虛擬攝像機(jī)技術(shù)還可以改進(jìn)的一點(diǎn)是，當(dāng)后移時，同時使得camera 近平面一同后移。如下圖所示。

?

當(dāng)光源離unit cube非常近的時候，如果我們僅使用一個shadow map texture，陰影質(zhì)量會非常低。因為為了保證光源視域要囊括整個unit cube，光源視域的角度會非常大，如下圖所示。因此離光源很近的區(qū)域采樣值就會非常少，陰影質(zhì)量就會降低。有兩個辦法，每個辦法僅解決問題的一部分：單位立方體裁剪法，把光源攝像機(jī)對準(zhǔn)單位立方體的必要部分；立方體映射法，使用多個紋理來存儲深度信息。

最初的文章沒有討論過偏置（bias）問題。偏置是隨透視陰影貼圖而帶來的問題，因為紋素的面積以不均勻方式分布，這意味著偏置不再是常量，而是與紋素的位置有關(guān)。

解決方案：使用在世界空間中的偏置（而且不再分析雙投射矩陣的結(jié)果），然后把這個世界空間偏置轉(zhuǎn)換到投射后空間。（這部分沒怎么理解，望大佬指導(dǎo)）

最后，該方案又提到了緊鄰百分比過濾（percentage-closer filtering ，PCF）優(yōu)化，之前文章已經(jīng)詳細(xì)記錄過，這里就略過了

【關(guān)鍵詞提煉】

?

陰影渲染（Shadow Rendering）

陰影貼圖（Shadow Maps）

透視陰影映射（Perspective Shadow Maps，PSMs）

緊鄰百分比過濾（percentage-closer filtering ，PCF）

單位立方體裁剪法（Unit Cube Clipping）

?

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的GPU Gems1 - 14 透视阴影贴图（Perspective Shadow Maps: Care and Feeding）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。