unity3d中如何使用屏幕空間改善shadowmap漏光

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自從實(shí)時(shí)陰影發(fā)展到了shadowmap時(shí)代，漏光和 Shadow Acne就形影不離。除非你可以無(wú)腦極大提升shadowmap精度 或可以做到很短距離的實(shí)時(shí)陰影 否則并不好解決這常見問(wèn)題。如下圖

 

我早年在網(wǎng)易引擎部面試的時(shí)候 總監(jiān)大佬問(wèn)過(guò)我這問(wèn)題。我當(dāng)年很得意，告訴他我自創(chuàng)并實(shí)現(xiàn)過(guò)demo的做法，計(jì)算shadowmap 不僅寫入深度 也寫入 投影表面的世界法線（或投影表面的SV_PrimitiveID 這個(gè)更省空間），這樣繪制陰影的時(shí)候就能根據(jù)自己表面的世界法線 是否與投影表面接近來(lái)判斷 是否自己投影給自己 如果是bias算的大些 否則算的小些。因?yàn)榧热籦ias 固定數(shù)值都不行，那就實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)bias，這樣邏輯上就成立。大佬冷靜的說(shuō)，shadowmap本身就精度不足 你同尺寸數(shù)據(jù)也不能提升太多。（實(shí)際測(cè)試確實(shí)提升不太大），他接著小心翼翼地問(wèn)道：你就不能在屏幕空間想想辦法？當(dāng)年的我除了ssao模仿的實(shí)現(xiàn)一次 根本沒(méi)靈活掌握各種其他SS技巧而且也沒(méi)經(jīng)驗(yàn)，于是答不出來(lái)。但是看得出他的小心翼翼 仿佛再問(wèn)一句就會(huì)泄露做法一般，我就印象深刻的記下：這個(gè)點(diǎn)可能很容易想出來(lái)有時(shí)間了就去嘗試?，F(xiàn)在剛好是時(shí)候了。

我想到屏幕空間上一個(gè)像素可以根據(jù)深度圖去檢查，他往光線方向上短距離內(nèi)是否有遮擋物，如果有那么應(yīng)該有陰影。于是我選擇把bias調(diào)大，如上圖左圖，然后想辦法去把漏的光補(bǔ)上。沒(méi)有選自陰影出錯(cuò)然后 把陰影消去是因?yàn)?，投影者不一定就在附近所以不能?jiǎn)單的消去陰影。但是 漏光處如果有投影一定是在附近所以更好查詢。先看效果很不錯(cuò)。

 

屏幕空間優(yōu)化后 比2個(gè)bias最好效果結(jié)合一起還好  

這么大的提升 代碼量居然只要6句 采樣的也是已有的深度圖性能基本沒(méi)問(wèn)題.代碼直接帶詳細(xì)說(shuō)明。簡(jiǎn)單測(cè)試函數(shù)就寫在了 LightingMyStandard_GI 內(nèi)，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目可放屏幕陰影計(jì)算shader，任何地方只要能獲取世界坐標(biāo)就可以

void LightingMyStandard_GI( SurfaceOutputStandard s, UnityGIInput data,inout UnityGI gi)    {              //當(dāng)前位置 往光線方向移動(dòng)0.1米 定位虛擬投影物 看看那里是否真有物體 如果有就算遮擋      float4 casterWpos =float4( data.worldPos +  data.light.dir * 0.1f,1);       //轉(zhuǎn)到裁剪空間      float4 casterNdc = mul(UNITY_MATRIX_VP, casterWpos);                        //轉(zhuǎn)到ndc空間      casterNdc /= casterNdc.w;                       //轉(zhuǎn)到采樣坐標(biāo)去看看這里實(shí)際屏幕深度多少      float2 samplePos = casterNdc.xy * 0.5 + 0.5;                        //獲得虛擬投影物位置實(shí)際深度      float depth = SAMPLE_DEPTH_TEXTURE(_CameraDepthTexture, samplePos);             // 如果虛擬投影物 被遮擋 就算真有遮擋物 陰影為黑色 //實(shí)際項(xiàng)目 最好轉(zhuǎn)到 Linear01Depth(depth) * _ProjectionParams.z 比較真實(shí)距離 和 有效范圍內(nèi)才算遮擋                              if (depth > casterNdc.z) data.atten = 0;                           //以下為函數(shù)原內(nèi)容                         #if defined(UNITY_PASS_DEFERRED) && UNITY_ENABLE_REFLECTION_BUFFERS         gi = UnityGlobalIllumination(data, s.Occlusion, s.Normal);                        #else      Unity_GlossyEnvironmentData g = UnityGlossyEnvironmentSetup(s.Smoothness, data.worldViewDir, s.Normal, lerp(unity_ColorSpaceDielectricSpec.rgb, s.Albedo, s.Metallic));        gi = UnityGlobalIllumination(data, s.Occlusion, s.Normal, g);                        #endif          }

如果虛擬投影物 被遮擋 就算真有遮擋物 陰影為黑色 ，實(shí)際項(xiàng)目 最好轉(zhuǎn)到 Linear01Depth(depth) * _ProjectionParams.z 比較真實(shí)距離 和 有效范圍內(nèi)才算遮擋

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