我通过执行两个绘制通道(一个到深度图,一个到普通帧缓冲区)向 OpenGL 中的场景添加阴影。
使用深度图时不使用偏置,会出现很多阴影痘痘。
这是通过在深度图检查中添加偏差来解决的。
然而,当光线移动到不同的角度时,这会导致阴影与物体“分离”。
我相信这种效应称为彼得平移,是由不同角度使用较大偏差引起的。
通常的解决办法似乎是在绘制阴影贴图时剔除背面的三角形,但是由于地板平面是 2D 对象,我不相信这会正常工作。
我使用的实际地形是按程序生成的,因此创建它的 3D 版本并不像这个简单示例中那样简单。
如何将彼得平移固定在像这样的 2D 对象上?
顶点着色器
#version 400
layout(location = 0) in vec3 position;
layout(location = 1) in vec3 normal;
layout(location = 2) in vec2 texture_coords;
out VS_OUT {
vec4 position;
vec3 normal;
vec2 texture_coords;
vec4 shadow_position;
} vs_out;
uniform mat4 model;
uniform mat4 model_view;
uniform mat4 model_view_perspective;
uniform mat3 normal_matrix;
uniform mat4 depth_matrix;
void main() {
vec4 position_v4 = vec4(position, 1.0);
vs_out.position = model_view * position_v4;
vs_out.normal = normal_matrix * normal;
vs_out.texture_coords = texture_coords;
vs_out.shadow_position = depth_matrix * model * position_v4;
gl_Position = model_view_perspective * position_v4;
}
片段着色器
#version 400
in VS_OUT {
vec4 position;
vec3 normal;
vec2 texture_coords;
vec4 shadow_position;
} fs_in;
out vec4 colour;
uniform mat4 view;
uniform mat4 model_view_perspective;
uniform vec3 light_position;
uniform vec3 emissive_light;
uniform float shininess;
uniform int textured;
uniform sampler2D tex;
uniform sampler2DShadow shadow_texture;
void main() {
const vec3 specular_albedo = vec3(1.0, 0.8, 0.6);
colour = vec4(0.8, 0.8, 0.8, 0.8);
if(textured != 0) {
colour = texture(tex, fs_in.texture_coords);
}
vec3 light_direction = normalize(light_position);
vec3 normal = normalize(fs_in.normal);
float visibility = 1.0;
if(fs_in.shadow_position.z <= 1.0) {
float bias = max(0.05 * (1.0 - dot(normal, light_direction)), 0.005);
if(fs_in.shadow_position.z > texture(shadow_texture, fs_in.shadow_position.xyz, 0.0) + bias){
visibility = 0.0;
}
}
/* Ambient */
vec3 ambient = colour.xyz * 0.1;
/* Diffuse */
vec3 diffuse = visibility * (clamp(dot(normal, light_direction), 0, 1) * colour.xyz);
/* Specular */
vec3 specular = vec3(0.0);
if(dot(normal, light_direction) > 0) {
vec3 V = normalize(-fs_in.position.xyz);
vec3 half_dir = normalize(light_direction + V);
specular = visibility * (pow(max(dot(normal, half_dir), 0.0), shininess) * specular_albedo.xyz);
}
colour = vec4(((ambient + diffuse) * colour.xyz) + specular + emissive_light, 1.0);
}