快速百分比靠近软阴影绘制算法

摘要

为了在较低的时间开销下生成高质量的软阴影,提出一种快速的百分比靠近软阴影(percentage closer soft shadows,PCSS)绘制算法.该算法基于百分比靠近软阴影算法,首先使用多尺度阴影图技术对阴影图进行预处理,同时去除其中对阴影图查询贡献较小的像素,降低预处理的开销;然后基于快速遍历方法,使用一种有效的采样方式,对部分搜索区域进行采样,并利用采样信息提高快速遍历结果的准确性;接着设计一种复用方案,对于多个相似像素组成的相似像素组,只对其中一个被称为代表像素的像素进行耗时的计算,组内其它像素复用代表像素的计算结果,降低了计算总量,提升算法性能.最后对生成的软阴影进行模糊处理,使其边缘更为平滑.此外,通过对比不同设置下的实验结果,确定出较为合理的参数.为验证算法的有效性和通用性,使用随机生成的场景进行测试,并与主流算法进行对比,对比指标为软阴影质量和算法运行时间.实验结果表明,该算法在保证软阴影质量的条件下,拥有更高的性能,并且虚拟场景中阴影部分所占比例越大,性能提升越大.