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我正在使用全向点灯。我已经使用立方体贴图纹理作为 6 个帧缓冲区的颜色附件实现了阴影映射，并在每个像素中编码了光到片段的距离。

现在，如果可能的话，我想以这种方式更改我的实现：

  • 1）将深度立方体贴图纹理附加到我的帧缓冲区的深度缓冲区，而不是颜色。
  • 2) 仅渲染深度，不要在此通道中写入颜色
  • 3）在main pass中，从cubemap纹理中读取深度，将其转换为距离，并检查当前片段是否被光遮挡。

将立方体贴图中的深度值转换回距离时出现了我的问题。我使用光到片段向量（在世界空间中）在立方体贴图中获取我的深度值。此时，我不知道使用了六个面中的哪一个，也不知道哪些 2D 纹理坐标与我正在读取的深度值匹配。那么如何将该深度值转换为距离？

以下是我的代码片段来说明：

深度纹理：

glGenTextures(1, &TextureHandle);
glBindTexture(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, TextureHandle);
for (int i = 0; i < 6; ++i)
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + i, 0, GL_DEPTH_COMPONENT,
              Width, Height, 0, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, 0);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);

帧缓冲结构：

for (int i = 0; i < 6; ++i)
{
    glGenFramebuffers(1, &FBO->FrameBufferID);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, FBO->FrameBufferID);
    glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT,
            GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + i, TextureHandle, 0);
    glDrawBuffer(GL_NONE);
}

我正在尝试编写的片段着色器以实现我的代码：

float ComputeShadowFactor(samplerCubeShadow ShadowCubeMap, vec3 VertToLightWS)
{   
    float ShadowVec = texture(ShadowCubeMap, vec4(VertToLightWS, 1.0));
    ShadowVec = DepthValueToDistance(ShadowVec);
    if (ShadowVec * ShadowVec > dot(VertToLightWS, VertToLightWS))
        return 1.0;

    return 0.0;
}

DepthValueToDistance 函数是我的实际问题。

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因此，解决方案是将光到片段向量转换为深度值，而不是将从立方体贴图中读取的深度转换为距离。

这是修改后的着色器代码：

float VectorToDepthValue(vec3 Vec)
{
    vec3 AbsVec = abs(Vec);
    float LocalZcomp = max(AbsVec.x, max(AbsVec.y, AbsVec.z));

    const float f = 2048.0;
    const float n = 1.0;
    float NormZComp = (f+n) / (f-n) - (2*f*n)/(f-n)/LocalZcomp;
    return (NormZComp + 1.0) * 0.5;
}

float ComputeShadowFactor(samplerCubeShadow ShadowCubeMap, vec3 VertToLightWS)
{   
    float ShadowVec = texture(ShadowCubeMap, vec4(VertToLightWS, 1.0));
    if (ShadowVec + 0.0001 > VectorToDepthValue(VertToLightWS))
        return 1.0;

    return 0.0;
}

解释VectorToDepthValue(vec3 Vec)：

LocalZCompVec对应于立方体贴图匹配平截头体中给定的 Z 分量。它实际上是最大的组件Vec（例如，如果 Vec.y 是最大的组件，我们将查看立方体贴图的 Y+ 或 Y- 面）。

如果您查看这篇维基百科文章，您将理解之后的数学（我将其保留为正式形式以便理解），它只是将 转换LocalZComp为标准化的 Z 值（在 [-1..1] 之间）然后映射它进入 [0..1] 这是深度缓冲区值的实际范围。（假设你没有改变它）。是用于生成立方体贴图的截锥体的近距和远距值n。f

ComputeShadowFactor然后只需将立方体贴图的深度值与从片段到光向量（VertToLightWS此处命名）计算的深度值进行比较，还添加一个小的深度偏差（问题中缺少），如果片段不是则返回 1被光线遮挡。

于 2012-05-28T19:24:45.630 回答
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我想添加有关推导的更多详细信息。

令V为光到片段的方向向量。

正如 Benlitz 已经说过的，可以通过取V的分量的绝对值的最大值来计算相应立方体侧视锥体/“眼睛空间”中的Z值。

Z = max(abs(V.x),abs(V.y),abs(V.z))

然后，准确地说，我们应该否定Z，因为在 OpenGL 中，负 Z 轴指向屏幕/视图平截头体。

现在我们想要获得-Z的深度缓冲区“兼容”值。

查看OpenGL透视矩阵...

http://www.songho.ca/opengl/files/gl_projectionmatrix_eq16.png

http://i.stack.imgur.com/mN7ke.png（备份链接）

...我们看到，对于任何与该矩阵相乘的齐次向量，得到的 z 值完全独立于向量的 x 和 y 分量。

所以我们可以简单地将这个矩阵与齐次向量 (0,0, -Z ,1) 相乘，得到向量（分量）：

x = 0
y = 0
z = (-Z * -(f+n) / (f-n)) + (-2*f*n / (f-n))
w = Z

然后我们需要进行透视除法，因此我们将 z 除以 w ( Z )，得到：

z' = (f+n) / (f-n) - 2*f*n / (Z* (f-n))

此 z' 在 OpenGL 的标准化设备坐标 (NDC) 范围 [-1,1] 内，需要转换为深度缓冲区兼容范围 [0,1]：

z_depth_buffer_compatible = (z' + 1.0) * 0.5

进一步说明：

  • 将 (f+n)、(fn) 和 (f*n) 的结果作为着色器统一上传以节省计算可能是有意义的。

  • V需要在世界空间中，因为阴影立方体贴图通常在世界空间中轴对齐，因此“ max(abs(Vx),abs(Vy),abs(Vz)) ”部分仅在V是世界空间时有效方向向量。

于 2014-05-03T14:09:04.387 回答