编码几何信息以进行子像素阴影映射

如何解决编码几何信息以进行子像素阴影映射

我正在尝试实施本文所述的SPSM方法：http://jmarvie.free.fr/Publis/2014_I3D/i3d_2014_SubPixelShadowMapping.pdf

首先，为什么要尝试这样做：我目前正在使用从角色的视点渲染的阴影贴图在地面上显示其视锥。到目前为止，使用常规阴影贴图效果很好，但是会产生锯齿状的边缘，主要是在障碍物阻碍视线的地方。我希望SPSM可以提供更好的结果。

在执行步骤3.3（阴影贴图中的三角形信息的编码）时遇到问题。有两个不同的问题。

1. 将所需的所有信息获取到片段着色器中，以写入渲染纹理。
2. 将数据编码为合适的128bits-RGBA格式。

---

关于1：对于SPSM，我需要以下数据：

• 最接近的闭合三角形的所有三个三角形顶点
• 纹理像素中心的深度值
• 深度导数

我尝试从几何着色器中获取三角形信息，同时在片段着色器中计算其他两个。我的第一个天真的方法是这样的：

 struct appdata
 {
     float4 vertex : POSITION;
 };
 
 struct v2g
 {
     float4 pos : POSITION;
     float3 viewPos : NORMAL;
 };
 
 struct g2f
  {
     float4 vertex : SV_POSITION;
     float4 v0 : TEXCOORD1;
     float4 v1 : TEXCOORD2;
     float4 v2 : TEXCOORD3;
  };
 
 v2g vert(appdata v)
 {
     v2g o;
     UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(v2g,o);
     o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
     return o;
 }
 
 [maxvertexcount(3)]
 void geom(triangle v2g input[3],inout TriangleStream<g2f> outStream)
 {
     g2f o;
 
     float4 vert0 = input[0].pos; 
     float4 vert1 = input[1].pos; 
     float4 vert2 = input[2].pos; 
 
     o.vertex = vert0;
     o.v0 = vert0;
     o.v1 = vert1;
     o.v2 = vert2;
     outStream.Append(o);
 
     o.vertex = vert1;
     o.v0 = vert0;
     o.v1 = vert1;
     o.v2 = vert2;
     outStream.Append(o);
 
     o.vertex = vert2;
     o.v0 = vert0;
     o.v1 = vert1;
     o.v2 = vert2;
     outStream.Append(o);
 }
 
 float4 frag(g2f i) : SV_TARGET
 {
     float4 col;
 
     half depth = i.vertex.z;
     half dx = ddx(i.vertex.z);
     half dy = ddy(i.vertex.z);
 
     float r1 = i.v0.x; // _ScreenParams.x; <– this ranges from aroung -5 to 5
     float g1 = i.v0.y; // _ScreenParams.y;
 
     float r2 = i.vertex.x // _ScreenParams.x; <– this ranges from 0 to 1920
     float g2 = i.vertex.y // _ScreenParams.y;
 
     col = float4(r2,g2,1);
 
     return col;
 }

我目前正在将插值的顶点位置渲染为片段颜色以进行调试。当这样渲染时，我得到以下输出：

using the interpolated position as color

如果渲染每个三角形的“第一个”顶点的非插值位置，则会得到以下信息：

using the non-interpolated triangle vertex positions

到目前为止看起来是正确的。令我感到困惑的是，i.vertex.x的值范围从0到屏幕宽度（例如1920），而i.v0.x的值范围从-5到+5。因为它们都是从对象空间转换到剪辑空间，所以两者是否应该至少大致相同（我知道一个是插值的而另一个不是插值的）？还是SV_POSITION语义在幕后发挥了魔力？

---

关于2：我的第二个问题是将值实际编码为128bits-RGBA格式。本文在第3页上非常简短地描述了编码。是否有办法将两个一半包装到一个float中？还是一种巧妙的方法将这些值带到[0，1）的范围内，以便可以使用Unity的编码？那两个导数（8位值）呢？

encoding as described in the paper

或者，我很高兴为您提供除使用更高分辨率或更多阴影贴图之外如何以其他方式提高视锥渲染的“阴影质量”的任何建议。