三維室內(nèi)場景中實時陰影算法的研究及應(yīng)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(guān)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(fù)雜度無關(guān)等優(yōu)點，在業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)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(jìn)的自適應(yīng)偏移量算法減少陰影量化誤差，結(jié)合百分比漸近過濾技術(shù)(Percentage Closer Filter，PCF)與高斯模糊算法的優(yōu)點來改進(jìn)軟陰影生成算法，最終利用GPU可編程技術(shù)來初步實現(xiàn)三維室內(nèi)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(jìn)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(fù)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