在Unity引擎中,阴影映射(Shadow Mapping)是一种常用的实时阴影生成技术。下面是Unity引擎中阴影映射的生成过程与原理:
阴影映射生成过程:
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摄像机视角渲染阴影图(Shadow Map):
- 首先,为光源位置创建一个新的摄像机,从光源的视角渲染场景,并生成一个深度贴图(Shadow Map)。这个深度贴图记录了场景中每个像素到光源的距离信息。
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深度贴图渲染:
- 在深度贴图渲染过程中,将场景中的物体从光源视角渲染到深度贴图中,记录每个像素到光源的深度值。
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深度比较:
- 在场景渲染时,对于每个片元(像素),将其从光源视角计算的深度值与深度贴图中对应位置的深度值进行比较。如果片元的深度值大于深度贴图中的深度值,则该片元在阴影中,否则在光照下。
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阴影图采样:
- 通过在片元着色器中采样深度贴图,可以确定片元是否在阴影中,从而影响片元的颜色值。
阴影映射原理:
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深度比较:阴影映射的原理在于使用深度贴图进行深度比较,从光源的视角记录场景中各个物体的深度信息。在场景渲染时,通过比较片元的深度值和深度贴图中的深度值,确定物体是否在阴影中。
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视锥裁剪:为了提高阴影映射的效率,通常会使用视锥裁剪(View Frustum Culling)来减少渲染到深度贴图的物体数量,只渲染光源照射到的可见部分。
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阴影偏移:为了解决阴影失真问题,通常会引入阴影偏移(Shadow Bias),微调深度贴图中的深度值,以避免阴影贴图中的深度值与实际深度值之间的差异导致阴影几何体的抖动或穿透现象。
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软阴影:为了使阴影更加真实,可以使用PCF(Percentage Closer Filtering)等技术实现软阴影效果,通过对深度贴图进行多次采样和平均来模拟光源的软化效果。
通过以上阴影映射的生成过程与原理,Unity引擎能够实现实时阴影效果,为场景增添更加逼真的光照和阴影效果。