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正确理解shadowmap的实现方式

首先确定阴影的最基本原理:
阴影是以光源作为摄像机(叫作Camera_light),光照方向作为摄像机的look的方向,然后把这个摄像机看到的场景物渲染到纹理,这个纹理就叫shadowmap。
在这里我把场景的摄像机叫Camera_scene
在渲染场景的时候,接收shadowmap的物体根据自身的坐标计算出对应的shadowmap的纹理坐标已经把shadowmap贴上去。

然后shadowmap都面临很多的问题,例如分辨率差,模糊等,解决这些问题有很多种算法,如PSM,CSM等。无论是何种算法,最核心的问题就是要解决shadowmap的摄像机参数。

在nvidia的sdk和很多引擎的代码中,都有一个叫casterAABB的东西,可能很多人一开始写shadowmap的时候不太理解这个是干什么用的。
casterAABB是指:以当前场景看到的所有接收shadowmap物体的总AABB与Camera_scene的view空间所转换的AABB的交集。
这个casterAABB的作用是计算Camera_light的摄像机参数,使shadowmap的分辨率达到最清楚。

下面是计算的代码:
    ISceneManager* pScene = ENGINE_INST->GetSceneMgr();

    //首先取得当前pScene的frustum,然后转成世界坐标的AABB
    AABBBox3Df frustumInViewAABB;
    GetAABBFromProjectMatrix(frustumInViewAABB, pScene->GetCamera()->GetProjectionMatrix());
    
    AABBBox3Df shadowArea = m_casterAABB;
    m_casterAABB.Intersection(shadowArea, frustumInViewAABB);

    Vector3Df centerPos = shadowArea.GetCenter();
    Matrix4f matInvView;
    
    pScene->GetCamera()->GetViewMatrix().GetInverse(matInvView);
    Vector3Df vecLookAt;
    matInvView.TransformCoord(centerPos, vecLookAt);     //这个时候centerPos是world空间的坐标
    m_pCamera->SetLookAt(vecLookAt);
    m_pCamera->SetPosition(vecLookAt - m_directionLight * m_fDisLightToTarget);
    m_pCamera->BuildViewMatrix();

    const Matrix4f& cameraLightView = m_pCamera->GetViewMatrix();

    Matrix4f matCameraToLight = matInvView * cameraLightView;
    matCameraToLight.TransformBox(shadowArea);
    f32 fWidth = shadowArea.MaxEdge.x - shadowArea.MinEdge.x;
    f32 fheight = shadowArea.MaxEdge.y - shadowArea.MinEdge.y;
    f32 fDis = shadowArea.MaxEdge.z - shadowArea.MinEdge.z;

    matCameraToLight.TransformBox(m_casterAABB);

    m_pCamera->SetViewport(m_casterAABB.MinEdge.z, shadowArea.MaxEdge.z, AIR::PI / 4, fWidth, fheight, false);
接下来就是shadowmap的最常规做法了,渲染到纹理,设置渲染状态等,这里就不再介绍了。






posted on 2015-06-10 20:44 狂烂球 阅读(1558) 评论(1)  编辑 收藏 引用 所属分类: 图形编程

评论

# re: 正确理解shadowmap的实现方式 2015-06-14 18:31 irons

请问一个物体在地图上,它的阴影咋实现的呢?
使用你说的阴影纹理?
根据光照(摄像机)为方向,进行渲染场景(包含物体?)渲染到阴影纹理?
最后再根据真正的摄像机,再渲染阴影?
意思要实现阴影的话,要分多个步渲染哇?  回复  更多评论   


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