Question1:阴影是如何产生的?

当一个光源发射的一条光线遇到一个不透明物体时,这条光线就不可以再继续照亮其他物体了(这里不考虑光线反射的情况),因此这个物体就会向它旁边的物体投射阴影,那些阴影区域的产生是因为光线无法到达这些区域。

ShadowMap?

在Unity中,这个技术的实现是通过将摄像机位置与光源位置重合(光源空间),然后按照正常的渲染流程渲染出深度图来作为阴影映射纹理。但是需要注意的是,与正常渲染不同的是,由于我们只需要深度图信息,而正常的渲染流程会多出不必要的光照模型计算(Base Pass +Addition Pass),我们会采用一个额外的pass专门处理这项工作——LightMode标签下的ShadowCaster被选中后的pass。这个Pass的渲染目标只有深度纹理。Unity首先把摄像机放置在光源的位置上,然后调用这个Pass,通过对顶点进行变换后得到光源空间下的位置,然后据此输出深度信息到阴影映射纹理。

ScreenSpaceShadowMap?

  1. 首先得到屏幕空间的深度图(摄像机视角下的深度信息),在延迟渲染中已经存在,在前向渲染中需要把场景渲染一遍,得到深度图。
  2. 然后将摄像机与光源重合(光源空间)下通过那个特有的pass通道渲染出阴影映射纹理(其实也是一张深度图)
  3. 将屏幕空间下的深度图变换到光源空间,与阴影映射纹理进行比较,若前者深度更大(深度越大越不可见),则说明该区域虽然可见,但出于此光源的阴影中。
  4. 通过比较后得到一张包含了阴影信息的屏幕空间阴影图,通过这张图对阴影进行采样,就可以得到最后的阴影效果了。

总体:把每一个像素根据它在摄像机深度纹理中的深度值得到世界空间坐标,再把它的坐标从世界空间转换到光源空间中,和光源的ShadowMap里面的深度值对比,如果大于ShadowMap中的深度距离,那么就说明光源无法照到,在阴影内。