opengl - 使用 OpenGL 进行阴影贴图的硬件 PCF

Question

我在 GeForce GTX 750 下使用 OpenGL 4.3 来创建阴影贴图。现在基本效果如下图所示，似乎是正确的: 为了消除 block 状效果，我尝试在着色器中手动执行 2x2 PCF。它导致以下结果，这似乎也是正确的: 为了加速，我想利用显卡提供的好处，它可以一次获取比较结果的线性滤波器。但效果却和上面的不一样。 它更像是OpenGL线性地过滤阴影的渲染，而不是在Shadow Map上过滤: 下面是我做硬件PCF的方法: 我注意到为了使用硬件 PCF 必须完成两件事，它们是:

1. 使用 shadow 类型采样器，在我的例子中是 samplerCubeShadow (我使用立方体贴图类型，因为我正在尝试创建点光源场景)。

2. 设置比较模式和过滤类型，在我的例子中，是通过以下代码完成的:

   glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_COMPARE_MODE, GL_COMPARE_REF_TO_TEXTURE);
   glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_COMPARE_FUNC, GL_LEQUAL);
   

之后，我在着色器中使用 texture 函数，如下所示(我使用 texture 而不是 textureProj 的原因是因为后者似乎不支持立方体贴图阴影纹理，因为它需要 vec5 类型，但显然尚不支持):

vec4 posInLight4D = positionsInLight / positionsInLight.w;    // divided by the 4-th component)
vec3 texCoord = GetCubeMapTexCoord(posInLight4D.xy);    // get the texture coordinate in cube map texture. This can be assumed correct
float lightness = texture(shadowMapHardware, vec4(texCoord, posInLight4D.z));

但不幸的是，这给出了第三张图所示的结果。

据我了解，通过比较模式和线性滤波器的设置，显卡会进行比较附近的 2x2 区域，线性插值结果，并通过纹理函数将其返回。我想我已经完成了所有必要的部分，但我仍然无法得到第二张图所示的确切结果。

任何人都可以给我任何关于我可能出错的地方的建议吗？非常感谢。

ps:有趣的是:我尝试了textureGather函数，它只返回比较结果，但不进行过滤，并且它给出了准确的结果，如第二张图所示。但这缺少自动过滤程序，显然它不是硬件PCF的完整版本。

Answer 1

To erase the blocky-effect, I've tried to do a 2x2 PCF manually in the shader. It leads to the following result, which also seems to be correct:

OpenGL 规范并未规定线性插值深度比较时要使用的特定算法。然而，它通常将其描述为:

The details of this are implementation-dependent, but r should be a value in the range [0,1] which is proportional to the number of comparison passes or failures.

这并不是很严格，而且它当然不需要您认为“正确”的输出。

确实，actual PCF与你所建议的你想要的有很大不同。你似乎想要的东西仍然很 block 状；它只是不是二进制 block 。您的算法没有在比较结果之间进行线性插值；您只需进行 4 个最接近的比较，然后将它们平均起来。

NVIDIA 为您提供的正是 PCD 实际上应该的样子:基于采样点，在比较结果之间进行线性插值。

所以，错误的是您的期望，而不是 NVIDIA。