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。