使用 OpenGL 和 GLSL 的简单硬阴影映射技术的小工件

Question

由于我使用的纹理颜色深沉（这些伪影不可见），我以前从未见过的硬阴影有一种奇怪的行为。以下是我使用 3 种不同阴影贴图分辨率时遇到的问题的一些屏幕截图：

1) 阴影贴图 160 * 120

如你所见，立方体表面有一种牙齿。

这是从灯光位置看场景的视图：

这是阴影贴图：

2) 阴影贴图 640 * 480

分辨率越高，伪影就越不明显，因为阴影贴图带来了更高的精度。

这是从灯光位置看场景的视图：

这是阴影贴图：

我尝试了更高的其他分辨率。当然，伪影越来越小，但如果你放大表面，它们仍然可见。

这是我在第二遍中在片段着色器中使用的代码：

[...]

uniform sampler2DShadow ShadowSampler[MAX_LIGHT_COUNT];

[...]

float GetDynamicShadowBias(vec3 normalDir_cs, vec3 lightDir_cs)
{
    float cosTheta = clamp(dot(normalDir_cs, lightDir_cs), 0.0f, 1.0f);
    float bias = 0.005f * tan(acos(cosTheta));

    return (clamp(bias, 0.0f, 0.01f));
}

float GetBiased_Hard_ShadowFactor(vec3 normalDir, vec3 lightDir, int idx)
{    
    if (ShadowCoords[idx].w > 0.0f)
    {
        float bias = GetDynamicShadowBias(normalDir, lightDir);

        float LightToOccluderClipDist = texture(
            ShadowSampler[idx], ShadowCoords[idx].xyz/ShadowCoords[idx].w);

        float LightToVertexClipDist = (ShadowCoords[idx].z - bias)/ShadowCoords[idx].w;

        if (LightToOccluderClipDist < LightToVertexClipDist)
            return (0.0f);
    }
    return (1.0f);
}

所以我想知道是否可以移除立方体边缘的这些伪影。我试图在没有真正成功的情况下使用阴影偏差（有关信息，我在第一遍（填充深度纹理）期间使用 FRONT_FACE 剔除）。

Answer 1

这里发生了两件事。一是这是标准阴影贴图的限制。因为任何给定对象的阴影将占用地图中可能较少数量的像素，所以当您将该地图投射到场景中时，这些部分可能会被重新放大，并且您会得到锯齿。

似乎正在发生的第二件事是你的阴影基本上是 1 位，它似乎出现了。他们要么是黑色的，要么是白色的。如果您在创建地图时以某种方式对地图进行抗锯齿处理（比如超级采样或其他技术），它会不太明显（尽管根据我的经验它不会完全消失）。

有一些基于经典阴影贴图的技术。一个是来自 SIGGRAPH 2013 的 Subpixel Shadow Mapping。（有 some other shadow papers that year, too。）我最近还看到了通过 GLSL 实时实现的光线投射阴影。 （抱歉，找不到链接！如果我能找到它，我会稍后发布。）