ShadowMap的心得

ShadowMap的心得

前言

  最近剛完成ShadowMap，這邊把製作的的過程和一些心得在此做個紀錄。

內容

  ShadowMap的基本原理是以光源的位置為基準繪製一張深度貼圖，而光源分為DirectionalLight與PointLight，DirectionalLight的實作會需要一個光源位置與方向，並且用一個OrthogonalMatrix來決定可視範圍與可視深度，來繪製深度貼圖，PointLight的作法則一樣需要位置，再來透過6個PrespectiveMatrix來分別繪製到CubeMap，所以一個物件要繪製6次，由於這樣會有相當高的繪製成本，所以通常使用DirectionalLight的ShadowMap。
 

 DirectionalLight的ShadowMap示意圖

  在繪製好深度貼圖後，接著要在繪製影子的Shader中參照深度貼圖，這部分本以為很困難，但實作後比想像種簡單一些，以下以DirectionalLight的ShadowMap來解說，實作時需要一個矩陣來完成投射，這個矩陣是以光源與方向來合成ViewMatrix，在來是之前使用來畫深度貼圖的OrthogonalMatrix來作為ProjectionMatrix，最後會需要一個空間轉換的矩陣，這個矩陣會將-1~+1的數值空間(繪圖buffer的數值空間)轉換成0~1空間(UV的數值空間)，將這3個矩陣合成後，在VertexShader將所有vertex乘上這個矩陣後，再傳送到PixelShader，這樣就可以得到該Pixel參照到ShadowMap的深度，如果該Pixel的深度值比ShadowMap的深度還深究表示被遮蔽了，相反的狀況則表示沒被遮蔽。

參照ShadowMap的示意圖

後記

  本篇只講了基礎，如果只是照著實作會碰到一些問題，而這些問題就等下一篇在解釋。

參考資料

Tutorial 16 : Shadow mapping