阴影贴图定位和分辨率

Question

我目前正在学习 C++ 和 OpenGL，想知道是否有人可以引导我了解以下代码到底发生了什么。它目前计算 3D 环境中阴影贴图的定位和分辨率。

代码目前有效，只是想了解一些事情。

//Vertex Shader Essentials.
Position = ProjectionMatrix * ViewMatrix * WorldMatrix * vec4 (VertexPosition, 1);
Normal = (ViewMatrix * WorldMatrix * vec4 (VertexNormal, 0)).xyz;
EyeSpaceLightPosition = ViewMatrix * LightPosition;
EyeSpacePosition = ViewMatrix * WorldMatrix * vec4 (VertexPosition, 1);
STCoords = VertexST;

//What is this block of code currently doing?
ShadowCoord = ProjectionMatrix * ShadowMatrix * WorldMatrix * vec4 (VertexPosition, 1);
ShadowCoord = ShadowCoord / ShadowCoord.w;  
ShadowCoord = (ShadowCoord + vec4 (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)) * vec4 (1.0/2.0, 1.0/2.0, 1.0/2.0, 1.0);

//Alters the Shadow Map Resolution. 
//    Please Note - c is a slider that I control in the program execution.
float rounding = (c + 2.1) * 100.0;
ShadowCoord.x = (floor (ShadowCoord.x * rounding)) / rounding;
ShadowCoord.y = (floor (ShadowCoord.y * rounding)) / rounding;
ShadowCoord.z = (floor (ShadowCoord.z * rounding)) / rounding;


gl_Position = Position;

Answer 1

ShadowCoord = ProjectionMatrix * ShadowMatrix * WorldMatrix * vec4 (VertexPosition, 1);

这将计算该顶点在光眼 space 内的位置。您正在重新计算的是 Position = ProjectionMatrix * ViewMatrix * WorldMatrix * vec4 (VertexPosition, 1); 行在渲染到阴影缓冲区时必须返回的内容。

ShadowCoord = ShadowCoord / ShadowCoord.w;

这会应用透视投影，确定阴影坐标应落在光的视平面上的哪个位置。

这样想：从光的角度来看，(1, 1, 1) 处的坐标应该与 (2, 2, 2) 处的坐标出现在同一点上。对于这两者，您应该在深度缓冲区上采样相同的 2d 位置。除以 w 即可。

ShadowCoord = (ShadowCoord + vec4 (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)) * vec4 (1.0/2.0, 1.0/2.0, 1.0/2.0, 1.0);

这也是关于在正确的位置进行采样。上面的投影在光的视野中心有一个东西——例如。 (0, 0, 1) — 结束于 (0, 0)。但是 (0, 0) 是光照贴图的左下角，而不是中心。这条线确保光照贴图覆盖了光投影中从 (-1, -1) 到 (1, 1) 的区域 space.

...所以，总的来说，代码是关于从描述从光到光的点的向量的 3d 向量映射 space，到描述点落在何处的 2d 向量灯光的视平面 — 为生成深度图而渲染的平面。

阴影贴图定位和分辨率

Shadow Map Positioning and Resolution

c++

opengl

3d

shadow

shadow-mapping