GraphicsLab Project之Parallel Split Shadow Map(PSSM)

作者：i_dovelemon

日期：2017/04/19

来源：优快云

主题：Shadow Map, PSSM

引言

        在GLB渲染库中早就集成了Shadow Map的功能，只是在较大的场景中，阴影的效果会很差。所以，我使用了在 GPU Gem 3中提到的Parallel Split Shadow Map的方法来改进。这篇文章将不会详细的讲解算法的每一个细节，主要讲述我在实现的过程中遇到的一些问题。

算法概述

        PSSM的算法思路十分的简单。由于我们在渲染的时候，对于较大的场景，仅靠一张Shadow Map保存阴影信息，将会丢失很多的细节。PSSM通过将视域体划分为N个不同的部分，对每一个部分单独的生成一张Shadow Map，这样就能够比较好的保存阴影的信息。所以算法的核心是如何对视域体进行划分。PSSM的划分算法是根据Shadow Map走样的原因提出的，主要分为如下两个部分：

Cs = a Clog + (1 - a)Cuni (0 < a < 1)

其中Clog和Cunim分别是两种不同的划分机制，它们各有优缺点，PSSM将他们按比例进行组合，从而得出更佳有效的划分机制。它们的机制分别如下：

Clog = n(f/n)^(i/m)  (i 表示划分区域的第几个部分， m表示总共划分的数目)

Cuni = n + (f - n) * (i / m) (i, m 同上)

        当我们确定好了划分的区域之后，我们就可以为每一个区域分别渲染出一张Shadow Map，渲染Shadow Map的过程和基本Shadow Map的渲染过程一样。当我们准备好了Shadow Map之后，在实际渲染场景的时候，我们计算像素的深度，从而得出应该使用哪一张Shadow Map。

实现