【OpenGL】阴影映射实现实时阴影

完整代码已上传：https://github.com/kaiwu119/BallFreeFallAnimation

阴影是光线被物体遮挡而产生的，当光线照射不到物体表面时，这个物体就处于阴影中了, 阴影的存在可以让场景更加真实，而且更容易分辨出物体的相对位置。现在有很多阴影的实现方法，但是都不是那么容易实现的，而阴影映射是比较容易实现的，这次主要介绍阴影映射实现实时阴影，下面先看效果图：

还是比较懒，素材选用了之前的自由落体小程序，但是对之前的效果进行了修改，可以很明显的看出现在渲染出的效果更好。

我们从上面的图看出小球的影子是实时跟着小球移动的，附加了阴影之后这个小球是不是更具有真实感了呢。

阴影映射

先说一下阴影贴图的好处：不需要了解场景中的物体，对于每个灯光而言，只需要一张纹理来保存阴影信息。

缺点是 易走样。后面会讲到。

阴影映射是实现阴影的一种方法，这种方法思路非常简单，简单来说：光源发出的一条射线中与光线触碰到的第一个物体，那么这个就是光亮点，也是在这个射线中距离光源的最近点，然后我们把这个最近点和射线上的其余点进行比较，只要比最近点远那就是处于阴影中。但是我们遍历所有的射线显然效率是很低的，于是我们引入了一种类似的举措，但是效率上更可观——深度缓冲。在深度缓冲中，里面的一个值对应于在摄像机的视角下的一个片元的深度值（取值为0~1），那么我们就可以简单的获取这些最近点的深度值了，我们只需要把摄像机架在光源的位置对屏幕进行渲染，然后把获取到的深度值保存到一张纹理中，这个纹理就叫做深度贴图，或是阴影贴图。之后我们正常渲染的时候，我们就可以让每一个片元的深度值和阴影贴图相对应的深度值比较，我们就能知道这个片元是否处于阴影之中。

那么如何比较呢？因为我们的阴影贴图是在光源的位置上获取的，那么我们同样也要将所有的片元转换到光源空间中，然后再进行比较。

技术路线是：

1.  创建阴影贴图
2.  渲染场景到阴影贴图
3.  正常渲染场景（使用阴影贴图）

下面我们分别具体阐述方法和代码：

 

1. 创建阴影贴图

    glGenFramebuffers(1, depthMapFBO); //生成一个帧缓冲对象

    glGenTextures(1, depthMap);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, *depthMap);//绑定深度图
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_DEPTH_COMPONENT