Question

确定。所以，我上周在游戏引擎中一直在搞乱阴影。我主要实现级联阴影贴图（CSM），但我有一些阴影问题，我似乎无法解决。

此场景中唯一的光是定向光（太阳），指向{-0.1 -0.25 -0.65}。我使用以下代码计算了我的CSM的四个分裂的4组截锥体界限：

// each projection matrix calculated with same near plane, different far
Frustum make_worldFrustum(const glm::mat4& _invProjView) {
    Frustum fr; glm::vec4 temp;
    temp = _invProjView * glm::vec4(-1, -1, -1, 1);
    fr.xyz = glm::vec3(temp) / temp.w;
    temp = _invProjView * glm::vec4(-1, -1,  1, 1);
    fr.xyZ = glm::vec3(temp) / temp.w;
    ...etc 6 more times for ndc cube
    return fr;
}

对于灯光，我得到一个像这样的视图矩阵：

glm::mat4 viewMat = glm::lookAt(cam.pos, cam.pos + lightDir, {0,0,1});

然后我从每个视锥体的边界创建每个正交矩阵：

lightMatVec.clear();
for (auto& frus : cam.frusVec) {
    glm::vec3 arr[8] {
        glm::vec3(viewMat * glm::vec4(frus.xyz, 1)),
        glm::vec3(viewMat * glm::vec4(frus.xyZ, 1)),
        etc...
    };

    glm::vec3 minO = {INFINITY, INFINITY, INFINITY};
    glm::vec3 maxO = {-INFINITY, -INFINITY, -INFINITY};
    for (auto& vec : arr) {
        minO = glm::min(minO, vec);
        maxO = glm::max(maxO, vec);
    }

    glm::mat4 projMat = glm::ortho(minO.x, maxO.x, minO.y, maxO.y, minO.z, maxO.z);
    lightMatVec.push_back(projMat * viewMat);
}

我有一个4层TEXTURE_2D_ARRAY绑定到4个帧缓冲区，我用一个非常简单的顶点着色器（frag disabled或穿透alpha）绘制场景。

然后我画了最后一幕。顶点着色器输出四个阴影纹理：

out vec3 slShadcrd[4];
// stuff
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    vec4 sc = WorldBlock.skylMatArr[i] * vec4(world_pos, 1);
    slShadcrd[i] = sc.xyz / sc.w * 0.5f + 0.5f;
}

片段着色器，用于确定要使用的分割：

int csmIndex = 0;
for (uint i = 0u; i < CameraBlock.csmCnt; i++) {
    if (-view_pos.z > CameraBlock.csmSplits[i]) index++;
    else break;
}

使用此函数对阴影贴图数组进行采样：

float sample_shadow(vec3 _sc, int _csmIndex, sampler2DArrayShadow _tex) {
    return texture(_tex, vec4(_sc.xy, _csmIndex, _sc.z)).r;
}

而且，这是我得到的场景（每个分裂略微着色，4个深度层重叠）： Looking good 大！看起来不错。

但是，如果我将相机略微向右转： Not looking so good 然后阴影开始消失（取决于角度，出现在他们不应该的地方）。

我启用了GL_DEPTH_CLAMP，因此不是问题。我正在剔除正面，但关闭这个面并不会对这个问题产生影响。

我错过了什么？我觉得这是我的一个预测问题，但他们看起来都对我好。谢谢！

编辑：所有四个光的截头锥体都被绘制出来了。它们都在那里，但只有z相对于相机发生变化（见下面的评论）： light frustums

编辑：可能更有用的是，当我只更新它们一次，当相机处于（0,0,0）并指向前方（0,1,0）时，这就是截头锥体的外观。我这次也进行了深度测试。 frustums from somewhere else

重要编辑：看来这个问题与光的视图矩阵直接相关，目前：

glm::mat4 viewMat = glm::lookAt(cam.pos, cam.pos + lightDir, {0,0,1});

更改眼睛和目标的值似乎会影响错误的阴影。但我不知道我应该把它设置为什么？对于比我更了解的人来说应该很容易：D

Answer 1

解决了！光的视图矩阵确实是一个问题！我所要做的就是用每个视锥的中心点替换camPos！意味着每个分裂的光矩阵需要不同的视图矩阵。所以我只是创建这样的每个视图矩阵......

glm::mat4 viewMat = glm::lookAt(frusCentre, frusCentre+lightDir, {0,0,1});

简单地获取frusCentre ......

glm::vec3 calc_frusCentre(const Frustum& _frus) {
    glm::vec3 min(INFINITY, INFINITY, INFINITY);
    glm::vec3 max(-INFINITY, -INFINITY, -INFINITY);
    for (auto& vec : {_frus.xyz, _frus.xyZ, _frus.xYz, _frus.xYZ,
                      _frus.Xyz, _frus.XyZ, _frus.XYz, _frus.XYZ}) {
        min = glm::min(min, vec);
        max = glm::max(max, vec);
    }
    return (min + max) / 2.f;
}

和bam！一切都很有效！

编辑（最后一个！）：我所拥有的不是相当正确。视图矩阵实际上应该是：

glm::lookAt(frusCentre-lightDir, frusCentre, {0,0,1});

级联阴影贴图不太正确

1 个答案: