c++ - 稳定级联阴影映射中的光 View 矩阵

Question

我最近实现了级联阴影贴图，并按照此 post 使其稳定。 。现在一切正常，除了当我将定向光移动到世界的顶部中间时，阴影突然变成全黑。经过一些调试，我发现光 View 矩阵导致了问题。

这就是我计算 View 矩阵的方法:

glm::mat4 view = glm::lookAt(
    center + lightDirNorm * nearOffset,
    center,
    camera.worldUP
);

center是包围球中心，worldUP是vec3(0.0, 1.0, 0.0)的常量值，lightDirNorm 是从世界原点到灯光位置的标准化灯光方向。

当我将灯光位置移动到 vec3(0.0, 20.0, 0.0) 时，lightDirNorm 变为 vec3(0.0, 1.0, 0.0)。在这种情况下， View 方向与 worldUP vector 在同一行。因此，无法进行叉积并计算右 vector 。这很麻烦，因为它是常见的光线方向。

由于阴影是稳定的，因此此处使用的 worldUP vector 必须是恒定的。我能想到的唯一解决方法是向 worldUP vector 添加一个小偏移量，使其像 vec3(0.00001, 1.0, 0.0)。

我想知道是否有更好的方法来处理这个问题？

Answer 1

“使其稳定”不适用于方向变化的光源。稳定性是指光源静止时相机的运动。因此，您可以选择任何正交的 up vector 作为 lightDirNorm 的函数，它将使您的阴影保持稳定。

我还建议 staying away from any lookAt functions 。相反，通过方位角和高度指定光方向，并使用旋转矩阵来计算 View 矩阵，而不会出现任何奇异点的危险。