计算机图形学----阴影2---VSSM

最新推荐文章于 2024-07-12 19:59:11 发布

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#概率论 #图形学

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本文详细探讨了PCSS（Percentage-Closer Soft Shadows）技术中的速度瓶颈问题，特别是step1和step3。通过引入VSSM（Variance Shadow Map）方法，将寻找深度比较的过程转化为统计学上的问题，利用正太分布和切比雪夫不等式进行快速估算。在实时渲染中，这种方法可以有效提高阴影计算的效率。VSSM的实现包括在生成shadowmap时附加深度值平方的map，计算分布函数，并应用切比雪夫不等式来确定遮挡比例。对于动态场景，遮挡物的平均深度计算涉及到遮挡与非遮挡区域的平均值比较。该文是闫令琪老师games202课程的内容分享，为图形学学习者提供了宝贵的资源。

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PCF深入理解

PCF并不是在图像上做滤波
在这里插入图片描述
PCSS的步骤：

哪里步骤会变得很慢：step1和step3。

VSSM

解决第一步和第三部PCSS中慢的问题。对于第三步，我们可以转换为去找在shadow map中的某一块区域的深度和着色点深度比较深浅。可以转换为好多学生考试成绩，知道了某个分数，计算这个分数排第几。
在这里插入图片描述
一场考试中，分数排名。如果我们有一个直方图，那么久可以简单的估算出这个成绩在什么位置。

可以使用正太分布来做。

如何快速获取一个矩形区域比较结果，我们需要均值和方差。

我们得到了均值和方差，就可以得到正太分布了。通过正太分布去获取计算结果。有数值解，e2f可以做数值解(C++)
在这里插入图片描述
切比雪夫不等式。对于一个任意分布，我们可以通过均值和方差得到以下不等式，这个可以在实时渲染中当做约等式来用。t必须在均值的右边。

VSSM需要做的工作：
1.生成shadow map的时候，同时生成一个shadow map深度值平方的map
2.计算出分布函数
3.使用切比雪夫不等式，直接算出遮挡的百分比
对于物体移动的场景：
我们总是需要重新计算shadow map， shadow map深度值平方的map
在这里插入图片描述
那么对于步骤一，遮挡物的平均深度，我们是怎么计算的呢。
计算某一块区域的遮挡物的平均深度：
对于某一个区域的数据，我们可以计算，遮挡物的平均值，非遮挡物的平均值，

假设：非遮挡物的平均深度假设和物体深度一致。
在这里插入图片描述