特效电影工程中混合分辨率阴影图设计与硬阴影反走样

在实时的虚拟场景渲染中，为减少阴影图算法由分辨率不足导致的阴影走样，提出了利用并行线性扫描的混合分辨率阴影图算法。首先，从光源视角生成高分辨率阴影图，利用并行线性扫描算法对深度均值差进行计算和分析，自底向上的合并纹素，建立纹素之间的索引关系并讨论混合分辨率阴影图的存储。在渲染阶段，利用混合分辨率阴影图进行深度测试，绘制实时的反走样阴影。实验表明，与标准阴影图相比，混合分辨率阴影图能提高20％以上的重要区域分辨率，明显改善阴影边界锯齿走样，使Dragon等模型的计算时间减少9％～18％。经实际应用验证，混合分辨率阴影图是一种有效的实时阴影绘制算法，可有效减少阴影图算法的走样。

基于边缘拟合阴影图的实时硬阴影生成

阴影贴图(Shadow Mapping)技术已被广泛应用于3D游戏及其它实时图形应用中.本文针对阴影贴图在渲染场景时阴影边缘出现严重锯齿这一现象,提出一种实时硬阴影的反走样技术,边缘拟合阴影图EFSMs(Edge Fitting Shadow Maps)算法.阴影贴图所引起的透视走样及投影走样,均会导致多个像素对应阴影图(Shadow Map)中的一个纹素,即出现多对一映射;使用EFSMs算法,在进行阴影映射时,得到较为精确的对应纹素,从而避免多对一阴影映射时产生的边缘锯齿.实验结果显示,此方法极大消除了边缘的锯齿现象,其效率相比其它基于阴影贴图的阴影技术得到较大提升.

实时动态阴影算法的实现及在TGE中的应用

阴影分为硬阴影和软阴影。在3D计算机图形系统中,阴影体算法曾一度用来生成硬阴影,然而需要耗费大量的渲染时间才可以使软阴影变为现实。采用沿着硬阴影的轮廓边渲染半影楔子来生成软阴影的方法实现实时动态阴影,利用了当前图形硬件的支持来完成算法优化,其中深度限制和Shader Model 3.0像素着色器优化可以增加阴影算法的性能。最后把阴影算法应用到Torque游戏引擎中。

融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法

阴影图算法可以简单、快速地渲染硬阴影,但该算法渲染的硬阴影会在边缘区域出现锯齿状走样。受此影响,基于阴影图算法渲染的柔和阴影,在小尺寸半影区域依然可能会出现锯齿状走样。因此,要渲染无走样的柔和阴影,需要精确计算阴影边缘区域的着色点对点光源的可见性。深度划分阴影体算法可以精确地计算着色点对点光源的可见性,但其不仅在效率上不及阴影图算法,还无法实现柔和阴影渲染。针对上述问题,提出一种融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法,对处于阴影边缘区域的着色点,使用深度划分阴影体算法精确计算该着色点对点光源的可见性;对其他着色点,使用阴影图算法快速计算该着色点对点光源的可见性。最后,将着色点的可见性值存储在可见性图中并滤波即可实现无走样柔和阴影的渲染。

基于亚像素级几何图元覆盖检测算法

为减少、消除由于光照空间和相机空间采样密度不匹配造成的走样现象,提出一种亚像素级准确的硬阴影反走样绘制方法。该方法从光源视角抽取场景前表面的几何图元,利用保守光栅化方法存储固定大小、局部近似的场景可见三角形;计算纹素的顶点坐标,检测跨纹素几何图元,精确重建阴影测试深度。测试实验表明,几何图元覆盖检测算法能准确检测出纹素中包含的90%以上的隐含三角形,算法有较好的适应性,能有效减少阴影图算法的走样问题。