簡(jiǎn)介：
在實(shí)時(shí)渲染(Real-Time rendering)中，陰影映射(Shadow mapping)過程是限制渲染速度的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)樵诿恳粠秩局埃覀冞€需要對(duì)整個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行一次深度緩沖(depth buffer)的渲染(shadow pass)，用來檢測(cè)物體是否在陰影中。
本工具的作用是，針對(duì)該過程，對(duì)場(chǎng)景中的物體進(jìn)行離線(off-line)的預(yù)處理，將那些在渲染中投射的陰影沒有意義的物體標(biāo)記出來，這樣，在渲染過程中，就可以通過讀取標(biāo)記，在shadow
pass過程中忽略這些物體，進(jìn)而對(duì)渲染過程進(jìn)行加速。
原理：
之前提到有些物體在陰影映射中，它所投射的陰影是“無意義”的，這種“無意義”主要分以下兩種情況：
- 該物體完全被其他物體所遮擋：
在這種情況下，根據(jù)shadow mapping的原理，任何處于該物體陰影之下的物體同時(shí)也會(huì)完全處于其他物體的陰影之下，因此在shadow pass這種物體可以完全忽略。 - 該物體所投射的陰影中并不存在其他物體：
在這種情況下，在渲染中，并不會(huì)有任何物體的顏色計(jì)算需要該物體所投射的陰影，因此該陰影也是沒有意義的。（這種情況最多發(fā)生在地形(Terrain)上）
使用說明：
環(huán)境設(shè)置：
本工具使用Visual Studio 2012編譯，所需要的庫文件以及頭文件均在工具根目錄的include文件夾以及l(fā)ib文件夾中，同時(shí)所需要的.dll文件均在工具根目錄的debug文件夾中。-
配置文檔：
程序的可配置文檔是在根目錄下的GlobalSetting.xml，用戶可以通過修改配置文檔來配置工具的輸入與參數(shù)，其中可修改的輸入與參數(shù)如下：- 場(chǎng)景管理系統(tǒng)總目錄(Resource_Path)：即所使用的場(chǎng)景管理系統(tǒng)BWResource的總目錄，全部chunks，models等信息所保存的目錄。
- 區(qū)塊資源目錄(Universe_Path)：即區(qū)塊(chunks)等信息所在目錄。
- 窗口以及高度映射圖的大小(Window_HMap_size)：即窗口以及高度圖的長(zhǎng)和寬。
- 鄰近區(qū)塊數(shù)量(Num_Chunks)：在檢測(cè)某一區(qū)塊中的物體時(shí)，需要將周圍的區(qū)塊全部考慮在內(nèi)，因?yàn)楫?dāng)前區(qū)塊的物體可能會(huì)遮擋或被周圍的區(qū)塊的物體所遮擋。在這里可以設(shè)置需要考慮在內(nèi)以當(dāng)前區(qū)塊為中心的鄰近區(qū)塊的行列數(shù)(left, right, top, bottom)。
- 光源集合(Light_Set)：因?yàn)楣庠纯赡艽嬖诙鄠€(gè)或是一天的光源的位置及角度也會(huì)變化，因此本工具支持多光源輸入，工具會(huì)逐一對(duì)不同光源進(jìn)行檢測(cè)，并將不同光源的結(jié)果寫入.chunks文件的shadow字段中。
- 光源(Light)：對(duì)于多光源輸入，直接可以通過在配置文檔中按照下述樣例格式添加<Light></Light>即可。光源的可配置的屬性如下：
a. 位置(Position)
b. 方向(Direction)：通過設(shè)置光源的水平夾角(horizontal angle)與垂直夾角(vertical angle)。(關(guān)于方向的設(shè)置可參考下圖)
c. 投影類型(ProjectionType)：目前只支持Directional光(如有需求，很容易修改)
d. 投影矩陣的參數(shù)(Projection_Parameters): 寬度(Width)，高度(Height)，近剪裁平面距離(Near)，遠(yuǎn)剪裁平面距離(Far)。 - 蒙版偏差(Stencil_Bias)：該屬性決定了在蒙版寫入時(shí)，需要剪裁掉地形高度以上多少偏差的物體。(為了避免地形高度信息保存在的texture精度不足的誤差)
- 渲染延遲(Render_Delay)：該屬性可以設(shè)置檢測(cè)不同chunk或者不同光源下的渲染的間隔時(shí)間，因?yàn)樵跈z測(cè)結(jié)束后會(huì)渲染出結(jié)果在窗口中，因此可以通過設(shè)置較大的間隔時(shí)間來觀察檢測(cè)結(jié)果(檢測(cè)結(jié)果會(huì)用顏色標(biāo)記)，或是設(shè)置為0達(dá)到最快的檢測(cè)速度。(單位為毫秒ms)
配置文檔的基本格式如下：
<?xml version="1.0" encoding="gb2312"?>
<Node>
<Header>
<EngName>Global Parameters Setting</EngName>
</Header>
<Parameters>
<Resource_Path type="string" describe="BWResource Manager source path">
res
</Resource_Path>
<Universe_Path type="string" describe="Universe(chunks) source path">
universes/eg/jd_shuijing
</Universe_Path>
<Window_HMap_size describe="Window and Height Map size">
<Width type="int">1280</Width>
<Height type="int">800</Height>
</Window_HMap_size>
<Num_Chunks describe="Num of the nearby chunks to consider">
<Left type = "int">1</Left>
<Right type = "int">1</Right>
<Top type = "int">1</Top>
<Bottom type = "int">1</Bottom>
</Num_Chunks>
<Light_Set describe="Light Settings">
<Light> <!--- 光源1 -->
<Pos describe="Light Pos">
<World_X type = "double">100.0</World_X>
<World_Y type = "double">100.0</World_Y>
<World_Z type = "double">100.0</World_Z>
</Pos>
<Direction describe = "Light Direction">
<Horizontal type = "double">3.92699081699</Horizontal>
<Vertical type = "double">-0.78539816339</Vertical>
</Direction>
<ProjectionType type = "string" describe = "Directional/Point">
Directional
</ProjectionType>
<Projection_Parameters>
<Width type = "double">300.0</Width>
<Height type = "double">300.0</Height>
<Near type = "double">-500.0</Near>
<Far type = "double">1500.0</Far>
</Projection_Parameters>
</Light>
<Light> <!--- 光源2 -->
<Pos describe="Light Pos">
<World_X type = "double">0.0</World_X>
<World_Y type = "double">100.0</World_Y>
<World_Z type = "double">0.0</World_Z>
</Pos>
<Direction describe = "Light Direction">
<Horizontal type = "double">0.78539816339</Horizontal>
<Vertical type = "double">-0.78539816339</Vertical>
</Direction>
<ProjectionType type = "string" describe = "Directional/Point">
Directional
</ProjectionType>
<Projection_Parameters>
<Width type = "double">300.0</Width>
<Height type = "double">300.0</Height>
<Near type = "double">-500.0</Near>
<Far type = "double">1500.0</Far>
</Projection_Parameters>
</Light>
</Light_Set>
<Stencil_Bias type = "double">
0.0005
</Stencil_Bias>
<Render_Delay type = "int">
0
</Render_Delay>
</Parameters>
</Node>
工具運(yùn)行：
設(shè)置好配置文檔之后，直接運(yùn)行工具即可自動(dòng)處理。在工具運(yùn)行中，將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)窗口，一個(gè)窗口為渲染窗口，在該窗口可以看到從光源角度出發(fā)，進(jìn)行渲染的圖像，其中灰色用來標(biāo)記周圍鄰近的chunks，紅色標(biāo)記陰影無意義的物體，綠色標(biāo)記陰影有意義物體。可以通過增大Render_Delay來更長(zhǎng)時(shí)間的觀察結(jié)果。另一個(gè)窗口為控制臺(tái)窗口，這里可以看到chunk處理的結(jié)果，以及從配置文件中讀取成功的參數(shù)信息。-
運(yùn)行結(jié)果：
如上述所示，運(yùn)行結(jié)果會(huì)實(shí)時(shí)顯示在渲染窗口中。與此同時(shí)，檢測(cè)結(jié)果還會(huì)寫入到場(chǎng)景文件中的.chunk文件的<shadow>字段中<terrain> <resource> ffffffffo.cdata/terrain </resource> <shadow> 2 </shadow> </terrain>
，同時(shí)對(duì)于model，還會(huì)將結(jié)果寫入model下的<PrimitiveGroup>中
<model>
<resource> objects/area/st/model/rock.model </resource>
<dye>
<name> com_tex_shiq01 </name>
<tint> huang </tint>
</dye>
<uuid> 6055E290-4CC63BB3-1E14A3AE-0DFBE9A0 </uuid>
<transform>
<row0> -0.991167 0.118751 0.820961 </row0>
<row1> -0.662710 0.655975 -0.894993 </row1>
<row2> -0.498893 -1.107288 -0.442164 </row2>
<row3> 46.615074 -96.943344 12.009224 </row3>
</transform>
<affectByBlend> true </affectByBlend>
<specPixelPerMeter> 20.000000 </specPixelPerMeter>
<shadow> 2
<RenderSet>
<Geometry>
<PrimitiveGroup> 2 </PrimitiveGroup>
</Geometry>
</RenderSet>
</shadow>
</model>
寫入格式為32位的int格式，其中每一位代表從一個(gè)光源(Light)出發(fā)的檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)model下<shadow>字段。在讀取檢測(cè)信息的時(shí)候，需要按位讀取，其中從右數(shù)第一位開始代表光源1到光源N，例如：僅光源01與光源02，若檢測(cè)結(jié)果為光源02為有意義，01無意義，則寫入<PrimitiveGroup>的結(jié)果為2，即*****0010(前面位數(shù)省略)。
而對(duì)于寫入<shadow>的結(jié)果，如果同一個(gè)model存在多個(gè)RenderSet或PrimitiveGroup，則結(jié)果為其model下所有PrimitiveGroup結(jié)果的位或。
<model>
<resource> objects/area/zw/model/zw_mlqm01_6381.model </resource>
<uuid> BCF2EFBF-46D323BC-204E259B-CB3D47BA </uuid>
<transform>
<row0> -0.327740 -0.027205 0.326609 </row0>
<row1> 0.000000 0.461894 0.038475 </row1>
<row2> -0.327741 0.027205 -0.326609 </row2>
<row3> 10.023972 -88.602753 57.472660 </row3>
</transform>
<affectByBlend> true </affectByBlend>
<dye>
<name> Material #35 </name>
<tint> bai </tint>
</dye>
<shadow> 3
<RenderSet>
<Geometry>
<PrimitiveGroup> 2 </PrimitiveGroup>
<PrimitiveGroup> 3 </PrimitiveGroup>
</Geometry>
</RenderSet>
</shadow>
</model>
