Shadow Map

Shadow Map是一種用於生成實時陰影的技術。Shadow Map的基本實現方法:ShadowMap是一種基於陰影圖的陰影生成方法，陰影圖是一張2D貼圖。此外還受深度紋理尺寸的限制，所形成的陰影邊緣鋸齒較嚴重。需要進行模糊處理，甚至是半影處理。

一種用於生成實時陰影的技術。另外一種是Shadow Volumn（原理複雜，編寫複雜，運算的複雜度與場景複雜度有關）
Shadow Map的基本實現方法：
1、將場景的深度值預先渲染到 以光源位置為原點、光線發射方向為觀察方向的投影坐標系中，形成深度紋理。
2、再次渲染場景的過程中，將每個片斷（像素）變換到前述眼坐標系中，並縮放到[0，1]的範圍內以便查詢紋理。
3、以當前片斷在眼坐標中的S、T坐標查詢深度紋理獲得深度值，將此深度值與當前片斷的R坐標進行比較，若R坐標大於深度值，則當前片斷在陰影中；否則當前片斷受光照。
上述是基本原理，希望能夠理解。
但令人失望的是，這種方法只適合於燈類型是聚光燈（Spot light ）的場合。
如果燈類型是點光源（Point light）的話，則在第一步中需要生成的不是一張深度紋理，是一個立方深度紋理（cube texture）。
如果燈類型是方向光（Directional light）的話：第一步要做的工作是：
1、需要把視點（camera，view）的視椎體（camera frustum）搬到光源的view space
2、求得view matrix的各個參數：farZ參數為在view space中視椎體的maxZ-minZ；nearZ為0.0；upVector是方向光的任意一個垂直向量；lookAt是視椎體的“質心”
3、計算view matrix，把veiw matrix搬到平行投影坐標系（orthographic projection space）
Shadow Map可以正確地形成自陰影，但會出現幾種失真。
第一種失真是陰影邊緣有鋸齒。這容易明白，主要是因為深度紋理的解析度有限。
第二種是陰影內部甚至是整個場景都有不規則陰影。這是因為深度紋理每一個像素點的精度有限，當這個深度像素點在pixel shader里和當前處理的點做比較時，由於這兩點的z都很相近，產生z-fighting。可以通過在做比較時設定一個z偏移（即把這兩點人為的分開一點距離）來避免z-fighting；也可縮小投影視椎體大小（即減小fov，減小Zn和Zf的距離，特別的，儘量增大Zn，原因請參考投影矩陣的原理），提高深度紋理像素點的數值大小，從而提高精度。
此外還受深度紋理尺寸的限制，所形成的陰影邊緣鋸齒較嚴重。需要進行模糊處理，甚至是半影處理