做淘宝客导购网站推广,深圳最好的营销网站建设公司哪家好,wordpress导航栏添加按钮,建设系统网站一、基于图像的阴影技术#xff08;Shadow Map#xff09;
什么是阴影
当来自光源的至少一个点在空间中被遮挡时#xff0c;就产生了阴影区域。
阴影的前提
直接光照不透明物体
阴影的实现方式
阴影体#xff08;Shadow Volumes#xff09;——空间中黑暗部分的几何…一、基于图像的阴影技术Shadow Map
什么是阴影
当来自光源的至少一个点在空间中被遮挡时就产生了阴影区域。
阴影的前提
直接光照不透明物体
阴影的实现方式
阴影体Shadow Volumes——空间中黑暗部分的几何
阴影映射Shadow Map——在场景中没有背光源找到的地方
阴影映射Shadow Map 绿色的点没有阴影。
红色点在摄像机视角看是在阴影里但在光源的视角看在盒子后面不代表一定在阴影中例如多光源情况。
深度比较 相机视角渲染的深度图与光照视角渲染的深度图进行比较。
阴影映射-问题 低分辨率的阴影映射会导致有锯齿的阴影。当比较深度时为了避免表面自阴影需要设置容错阈值深度偏移。
二、基于图像的阴影技术的优化
深度偏移Depth Bias 传统Shadow Map因为自阴影出现的问题——阴影失真(Shadow Acne) 红色斜着的区域对应了ShadowMap上每块片段像素的位置因为阴影贴图受限于分辨率在距离光源比较远的情况下多个片段可能从ShadowMap的同一个值中去采样。图片每个斜坡代表ShadowMap一个单独的纹理像素。你可以看到多个片段从同一个深度值进行采样。有些在地板上面有些在地板下面在和屏幕空间深度做比较的时候就会出现误差这样我们所得到的阴影就有了差异。 我们可以用一个叫做阴影偏移shadow bias的技巧来解决这个问题我们简单的对表面的深度或深度贴图应用一个偏移量这样片段就不会被错误地认为在表面之下了。 举个栗子 这四个fragment分别取名a,b,c,d由于光源的位置会导致求得的四个距离会不一样先求a到光源的距离假设为9.810b到光源的距离是11.6 10c到光源的距离12.110c到光源的距离9.510,。就会导致a和d亮b和c暗他们本来应该都是亮的才对。然后整个光源视椎体下各个片段都会出现这个问题就会出现上面的明暗交错的条纹。 如果Bias值过大也会导致一个问题——悬浮 Unity中的自阴影优化
与OpenGL优化原理差不多。 阴影映射的走样
人们期望正常情况下Shadow Map上的像素可以对应上屏幕空间的像素这种情况仅在目标Light垂直于目标物体平面时才会出现但通常并不会满足上述条件。 因此人们开始针对此类问题进行优化主要优化点如下
初始采样渲染阴影映射
重采样从摄像机视角对采样信号阴影映射重采样重建使用滤波函数例如PCF 主要误差类型 解决方案
初始采样——透视走样光空间透视阴影映射 (LiSPSM)Z分割级联阴影映射视口采样映射
小结
只能使用一张阴影映射时LiSPSM是最好的选择尤其是户外顶部光照允许多张阴影映射时最好的方案是Z分割CSM等自分割可以同时处理透视与投影走样RMSM与现值虚拟纹理的方案很类似支持虚拟纹理的引擎很容易实现无走样方案可以达到像素级别的精度应该会是未来的趋势
硬阴影的滤波
主要用于减少重采样的误差使用阴影映射进行渲染时产生滤波 图像处理中可以通过滤波强调一些特征或者去除图像中一些不需要的部分滤波是一个邻域操作算子利用给定像素周围的像素的值决定此像素的最终的输出值任何使用一部分阴影映射采样点来计算某个指定View采样点的最终阴影结果的方法
PCFPencentage close Filtering滤波 可以模糊来隐藏欠采样的瑕疵得到类似软阴影的效果不少游戏引擎称之为“软阴影”一个重要缺陷是较大的滤波核会导致更多采样点的计算性能消耗大无法进行预计算因为滤波依赖于PCF 虽然能对阴影进行平滑模糊但毕竟无法模拟基于物理的软阴影 PCSSPercentage Closer Soft Shadows能够设置变化的滤波核来改进这一点。
三、基于图片的软阴影算法 流程
1.查找遮挡体 2.半影宽度的计算
WpenumbraP sz- Zavg / Zavg * Wlight
Wlight为光源的大小 3.滤波
Wf Znear / PSZ *Wpernumbra
