cg如何计算阴影

在计算机图形学（CG）领域，阴影的计算对于创建逼真的三维场景至关重要。本文将总结阴影计算的基本原理，并详细描述几种常见的阴影生成技术。 总结来说，阴影计算依赖于场景中光源、物体表面特性以及观察者的视角。在CG中，阴影的计算主要分为两类：硬阴影和软阴影。硬阴影边缘清晰，而软阴影边缘较为模糊，更接近现实世界的阴影效果。 详细来说，硬阴影的计算通常采用光线追踪技术。光线追踪通过模拟光线的传播路径，计算光线与物体的交点，从而确定阴影的位置。当光线被遮挡时，背后的区域便产生阴影。此外，阴影贴图是另一种常用的硬阴影生成技术，通过在物体表面预先生成深度信息，快速判断哪些区域处于阴影中。 软阴影的计算则更为复杂，涉及到光线与物体表面的散射效应。其中，百分比接近阴影（Percentage Closer Filtering, PCF）是一种广泛应用的方法，通过在阴影贴图上进行多次采样并计算采样点与光源的接近程度，生成柔和的阴影边缘。此外，基于屏幕空间的软阴影技术，如屏幕空间环境光遮蔽（Screen Space Ambient Occlusion, SSAO），通过考虑像素周围的环境几何关系来模拟软阴影效果。 除了这两种基本类型，还有一些高级技术，如光线扩散阴影（Ray-traced Shadows）和级联阴影贴图（Cascaded Shadow Maps），它们可以提高阴影的精度和性能，适用于大型场景的渲染。 最后总结，阴影计算是CG中一项关键的技术，它通过模拟光与物体的交互，为三维场景增添真实感。了解不同阴影生成技术的原理和适用场景，可以帮助开发者根据项目需求选择最合适的方法。