//-----------------------------------------------------------------------------// Vertex Shader: VertShadowvoid VertShadow( float4 Pos : POSITION, float3 Normal : NORMAL, out float4 oPos : POSITION, out float2 Depth : TEXCOORD0 ){ //从模型坐标系变换到观察坐标系 oPos = mul( Pos, g_mWorldView ); //进行投影变换 oPos = mul( oPos, g_mProj ); //把投影坐标系的ZW值赋给Depth,作为PixelShader中的输出,这里的Z还是齐次坐标,这里不直接输出Z/W,我的理解是让Z和W都在Rasterizer中进行线性插 //值,这样可以增加最终生成的ShadowMap的精度。 Depth.xy = oPos.zw;}//-----------------------------------------------------------------------------// Pixel Shader: PixShadowvoid PixShadow( float2 Depth : TEXCOORD0, out float4 Color : COLOR ){ // 把 z / w的值作为Color值输出,写到RenderTarget上,此时的RT formate是D3DFMT_R32F //把Z/W目的是把齐次坐标Z变换到三维空间的非齐次坐标,范围则是[-1,1] Color = Depth.x / Depth.y;}
(2)用ShadowMap生成Shadow//-----------------------------------------------------------------------------// Vertex Shader: VertScene// Desc: Process vertex for scene//-----------------------------------------------------------------------------void VertScene( float4 iPos : POSITION, float3 iNormal : NORMAL, float2 iTex : TEXCOORD0, out float4 oPos : POSITION, out float2 Tex : TEXCOORD0, out float4 vPos : TEXCOORD1, out float3 vNormal : TEXCOORD2, out float4 vPosLight : TEXCOORD3 ){ vPos = mul( iPos, g_mWorldView ); oPos = mul( vPos, g_mProj ); vNormal = mul( iNormal, (float3x3)g_mWorldView ); Tex = iTex; //把当前顶点位置变换到以光源为Camera的投影空间, vPosLight = mul( vPos, g_mViewToLightProj );}
//-----------------------------------------------------------------------------// Pixel Shader: PixScene// Desc: Process pixel (do per-pixel lighting) for enabled scene//-----------------------------------------------------------------------------float4 PixScene( float2 Tex : TEXCOORD0, float4 vPos : TEXCOORD1, float3 vNormal : TEXCOORD2, float4 vPosLight : TEXCOORD3 ) : COLOR{ float4 Diffuse;
// 计算光源到当前象素方向向量并单位化 float3 vLight = normalize( float3( vPos - g_vLightPos ) );
// dot( vLight, g_vLightDir )为光源到当前象素方向向量和光的方向向量之间的夹角余旋值,由于是spotlight,因此必须要在spotlight可照射的范围内。因为角 //度越小余旋值越大,因此这里是大于 if( dot( vLight, g_vLightDir ) > g_fCosTheta ) { // Pixel is in lit area. Find out if it's // in shadow using 2x2 percentage closest filtering
//从投影空间坐标转化为纹理空间坐标,也就是找到投影空间中的点和纹理空间中的点的对应关系 //除以w,xy坐标便处在(-1,1)的范围内,乘0.5加0.5,则变换到了(0,1)的范围,因texture space的u,v坐标是(0,1)的 float2 ShadowTexC = 0.5 * vPosLight.xy / vPosLight.w + float2( 0.5, 0.5 ); //在投影坐标系中,Y轴是向上的,而在纹理空间中Y轴向下,因此要作以下处理 ShadowTexC.y = 1.0f - ShadowTexC.y;
// 在texel space中对应的象素坐标 float2 texelpos = SMAP_SIZE * ShadowTexC; // 取得小数部分 float2 lerps = frac( texelpos );
//这里使用的是2x2 percentage closest filtering,因此是采的邻近的四个点,判断它们是否在阴影中, float sourcevals[4]; sourcevals[0] = (tex2D( g_samShadow, ShadowTexC ) + SHADOW_EPSILON < vPosLight.z / vPosLight.w)? 0.0f: 1.0f; sourcevals[1] = (tex2D( g_samShadow, ShadowTexC + float2(1.0/SMAP_SIZE, 0) ) + SHADOW_EPSILON < vPosLight.z / vPosLight.w)? 0.0f: 1.0f; sourcevals[2] = (tex2D( g_samShadow, ShadowTexC + float2(0, 1.0/SMAP_SIZE) ) + SHADOW_EPSILON < vPosLight.z / vPosLight.w)? 0.0f: 1.0f; sourcevals[3] = (tex2D( g_samShadow, ShadowTexC + float2(1.0/SMAP_SIZE, 1.0/SMAP_SIZE) ) + SHADOW_EPSILON < vPosLight.z / vPosLight.w)? 0.0f: 1.0f; // 用lerps float LightAmount = lerp( lerp( sourcevals[0], sourcevals[1], lerps.x ), lerp( sourcevals[2], sourcevals[3], lerps.x ), lerps.y ); // 计算光照,如果完全在阴影中,则LightAmount为0,这里只计算了Diffuse color,没有高光 Diffuse = ( saturate( dot( -vLight, normalize( vNormal ) ) ) * LightAmount * ( 1 - g_vLightAmbient ) + g_vLightAmbient ) * g_vMaterial; } else { Diffuse = g_vLightAmbient * g_vMaterial; }
return tex2D( g_samScene, Tex ) * Diffuse;}
3、ShdowMap的优缺点 优点:简单,不需要知道场景中Object的Geometry,不需要Stencil Buffer,每个灯光只需多渲染一个Pass。 缺点:当ShadowMap分辨率不够高时,或灯光与物体隔得很近时,在边缘处会产生 Aliasing,锯齿,因此,很多改进shadowMap的算法都围绕着如何消除锯齿作文章。 4、ShadowMap的改进 关于ShadowMap的改进,又出了很多的paper和技术,比如:Percentage Shadow map, 使用bloom filter对ShadowMap进行模糊处理.以及siggraph 2002 中Marc Stamminger和 George Drettakis提出的Perspective Shadow map.以及Adaptive Shadow Map等等。
http://www.cnblogs.com/cxrs/archive/2009/10/17/1585038.html