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# 阴影
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图形学滤波阴影贴图Filtered Shadow Maps普通阴影贴图的深度不能直接过滤。滤波阴影贴图存的是深度的某种统计量(矩、指数),可以像普通纹理一样模糊、做 mipmap、用求和面积表,只取一个样本就能得到平滑的半影。代表方法有方差阴影贴图 (VSM)、卷积阴影贴图、指数阴影贴图 (ESM/EVSM) 和矩阴影贴图;共同难点是漏光。图形学级联阴影贴图Cascaded Shadow Maps级联阴影贴图 (CSM) 把视锥沿视线方向切成几段,每段用一张紧贴它的阴影贴图,使近处获得更多阴影纹素。它实现简单、能覆盖巨大场景、没有严重的最坏情况,因此被大量应用。关键问题是深度如何划分、近平面放在哪里、怎样避免抖动和级联边界的质量突变,以及如何降低多张贴图的开销。图形学软阴影 PCF 与 PCSSSoft Shadows with PCF & PCSS百分比渐近过滤 (PCF) 在阴影贴图上取多个样本,分别与表面深度比较后混合结果,得到伪软阴影,但半影宽度恒定。PCSS 先搜索附近遮挡体的平均深度,再据此决定过滤宽度,从而在接触处硬、远处软(接触硬化)。图形学阴影基础与阴影体Shadow Basics & Shadow Volumes阴影帮助玩家判断物体的位置。精确光源只产生硬阴影,面光源产生带本影和半影的软阴影。最简单的情况是投射到平面上的投影阴影;投影纹理可把阴影扩展到曲面;阴影体用模板缓冲计数,能在任意表面得到精确硬阴影,但开销极不稳定,如今很少使用。图形学阴影贴图Shadow Mapping阴影贴图 (Williams, 1978) 先从光源位置渲染深度,再从相机渲染时把每个点到光源的距离与贴图中存的深度比较:更远就在阴影中。它开销可预测(生成约与图元数成线性、查询为常数时间),非常适合 GPU,是任意表面阴影最常用的算法。主要问题是分辨率、深度精度带来的混叠、阴影痤疮和漏光。游戏开发 · UE5虚拟阴影贴图Virtual Shadow Maps虚拟阴影贴图 (Virtual Shadow Maps, VSM) 是 UE5 默认的阴影方法:概念上就是分辨率极高(虚拟 16k×16k)的阴影贴图,切成 128×128 的页 (Page),只为屏幕上需要着色的像素分配和渲染页,并跨帧缓存;方向光用 clipmap 覆盖大范围,软阴影由阴影贴图光线追踪 (Shadow Map Ray Tracing, SMRT) 生成。它为 Nanite 设计,与 Nanite 一起使用时最高效。游戏策划光影、负空间与高度Shade, Shadow, Negative Space & Height光与暗、高与低都是人类态度含糊的空间条件:暗处既能藏身也藏着危险,高处既是优势也令人恐惧。Totten 用漫射光 (shade)、阴影 (shadow)、负空间 (negative space) 与高度制造张力、吸引探索和引导视线,并提出氛围含糊 (atmospheric ambiguity)——玩家无法确定一个空间是否安全(第 6 章,p.277–291)。游戏美术阴影的真实感要素Photoreal Shadow EssentialsDinur Ch8:阴影没有神秘「种类」,但制作上要抓住软硬(本影/半影)、影色、重叠与嵌套、接触/邻近影。本页补 Birn「影的构图功能与 cheat」与图形学阴影算法之间的外观检查清单。游戏美术阴影的美术功能与假阴影Shadow Visual Functions & Faking现以第 3 版 Ch3「Shadows and Occlusion」为准。 阴影与照明同等重要;occlusion 是可与常规阴影结合的柔和变暗。第 3 版新增 occlusion sandwich 等合成向手法。算法细节链图形学阴影/AO 页,本页偏美术功能与 cheat。综合角色渲染Character Rendering角色是游戏中最受关注、技术最集中的资产。本页按"动起来 → 表面细节 → 材质着色 → 特殊材质(皮肤、毛发、布料)→ 光照与阴影 → 性能"的顺序,把 wiki 中相关概念页串成一套角色渲染方案的地图。每一层只给出要点与取舍,细节见链接页。