使用 OpenGL 的阴影贴图的硬件 PCF

Question

我在 GeForce GTX 750 下使用 OpenGL 4.3 创建阴影贴图。现在基本效果，如下所示，似乎是正确的：为了消除块状效果，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：对于加速，我想利用显卡提供的好处，它一次获取就给出了比较结果的线性过滤器。但是效果和上面的不一样。 更像是OpenGL线性过滤阴影的渲染，而不是Shadow Map上的过滤：下面是我如何做硬件PCF：我注意到要使用硬件 PCF，必须完成两件基本的事情，它们是：

使用 shadow 类型的采样器，在我的例子中，是 samplerCubeShadow（我正在使用立方体贴图类型，因为我正在尝试创建点光源场景）。

设置比较模式和过滤类型，在我的例子中，通过以下代码完成：

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shader中使用了texture这个函数（之所以用texture而不是textureProj是因为后者好像不支持立方体贴图阴影纹理，因为它需要 vec5 类型，但显然还不支持）：

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，这给出了第三张图片中显示的结果。

据我了解，通过比较模式和线性滤镜的设置，显卡会在附近的 2x2 区域内进行比较 ，然后 对结果进行线性插值 ，然后通过 texture 函数返回。我想我已经完成了所有必要的部分，但我仍然无法获得第二张图片中显示的确切结果。

任何人都可以就我可能出错的地方给我任何建议吗？非常感谢。

ps：有趣的是：我试过textureGather函数，只returns比较结果，不做过滤，它给出了准确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。但是，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.

这不是很受限制，它当然不需要您看到的输出 "correct"。

的确，actual PCF 与您所建议的有很大不同。您似乎想要的东西仍然非常块状；它只是不是 binary 块。您的算法没有在比较结果之间进行线性插值；您刚刚进行了 4 个最接近的比较并将它们放在一起平均。

NVIDIA 为您提供的是 PCD 实际上应该的样子：比较结果之间的线性插值，基于您的采样点。

所以错的是你的期望，而不是 NVIDIA。

Answer 2

根据@Nicol的回答，我想我误解了插值的意思。以下是我对着色器级插值的实现，它看起来与问题中的第二张图片完全一样：

使用 OpenGL 的阴影贴图的硬件 PCF

Hardware PCF for Shadow Map using OpenGL

opengl

shadow-mapping