三維室內場景中實時陰影算法的研究及應用.pdf

1、在真實世界中陰影是一種十分普遍的物理現(xiàn)象，它不僅可以反映物體自身的形狀，而且可以反映空間中物體與物體之間的相對位置關系，對于增加場景的真實感具有非常重要的意義。目前陰影繪制方法主要可分為陰影體(shadow volumes)和陰影圖(shadow maps)兩人類。其中陰影圖算法由于具有易于實現(xiàn)、硬件支持以及與場景的兒何復雜度無關等優(yōu)點，在業(yè)界得到了廣泛的應用。
　　 陰影圖算法完全基于圖像空間計算陰影，因此該算法的效率比較高，

2、但是也保留了圖像空間算法的局限性。本文首先采取改進的自適應偏移量算法減少陰影量化誤差，結合百分比漸近過濾技術(Percentage Closer Filter，PCF)與高斯模糊算法的優(yōu)點來改進軟陰影生成算法，最終利用GPU可編程技術來初步實現(xiàn)三維室內場景的陰影繪制。
　　 上述陰影繪制方法可以通過增加PCF采樣次數(shù)，獲得不錯的軟陰影效果，但是采樣次數(shù)增加會降低執(zhí)行效率，同時高斯模糊的模糊半徑若控制不好，就會影響到其他非陰影區(qū)域

3、的像素。因此，本文又引入William Donnelly的方差陰影圖(variance shadow maps，VSMs)算法，用概率的方法計算像素被遮擋的上限概率，實現(xiàn)在任意位置對陰影圖進行線性過濾來有效的減少陰影算法中的走樣問題。該算法簡單、易于執(zhí)行且真實感較好，但是在深度比較復雜的場景中方差陰影圖算法會出現(xiàn)光滲漏現(xiàn)象。最后，引入Andrew Lauritzen的多層方差陰影圖(layered variance shadow map