OpenGL：PCF柔和阴影

最新推荐文章于 2025-12-12 16:37:00 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-12 16:37:00 发布 · 306 阅读

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#图形渲染 #OpenGL #c++

渲染出阴影之后，我们会发现我们渲染的纹理出现了很多锯齿边缘，这是因为深度贴图的分辨率固定，一个纹理像素可能覆盖了多个片段，结果就是多个片段会从深度贴图中采样相同的深度值，并得到相同的阴影判定结果。

可以通过增加深度贴图的分辨率来减少锯齿，也可以尝试尽可能让光的视锥贴合场景。

还有一种方法叫做PCF（percentage-closer filtering），这个术语涵盖了多种滤波函数，能生成更柔和的阴影，减少锯齿块。其核心思想是多次采样深度贴图，每一次采样的纹理坐标都稍有不同，独立判断每个采样点的阴影状态后，将子结果混合取平均，最终获得相对柔和的阴影。
在这里插入图片描述

一种简单的PCF实现是采样深度贴图中一个纹素周围的纹素，并取平均值：

在这里插入图片描述

float shadow = 0.0f;
vec2 texelSize = 1.0 / textureSize(shTex, 0);  // textureSize返回指定采样器纹理在0级mipmap的宽高向量，类型为vec2。
for(int x = -1; x <= 1; ++x) {
    for(int y = -1; y <= 1; ++y) {
        float pcfDepth = texture(shTex, projCoords.xy + vec2(x, y) * texelSize).r;
        shadow += currentDepth - bias > pcfDepth ? 1.0f : 0.0f;
    }
}
shadow /= 9.0;

采样9个纹素的效果如下：

在这里插入图片描述

采样64个纹素的效果：

float shadow = 0.0f;
vec2 texelSize = 1.0 / textureSize(shTex, 0);  // textureSize返回指定采样器纹理在0级mipmap的宽高向量，类型为vec2。
for(float x = -1; x <= 1; x += 0.25f) {
    for(float y = -1; y <= 1; y += 0.25f) {
        float pcfDepth = texture(shTex, projCoords.xy + vec2(x, y) * texelSize).r;
        shadow += currentDepth - bias > pcfDepth ? 1.0f : 0.0f;
    }
}
shadow /= 64.0;