[作业1]关于PCSS边界明显的Tip

[JH]

在完成PCSS的过程中，我的结果一直存在边界明显且部分区域过亮的问题（见图1），在群里好像也看到过类似的问题。其可能的原因是在求解PCF的filter size的时候，使用了normalized depth（范围[0,1]）而不是linearized depth（view/eye space depth，范围[zNear, zFar]）。修正后结果明显有所改善（见图2）。希望这个能对大家debug有所帮助：）

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[JH]

linear depth计算：https://learnopengl.com/Advanced-OpenGL/Depth-testing

• This reply was modified 3 years, 7 months ago by JH.

[夜影]

感谢大佬 我说怎么之前一直不对 传进来的点是经过投影变换的 而shadowmap上的点是正交投影出来的 肯定怎么算怎么错

[happyfire]

请问能说清楚一些吗？最好能上代码。
PCF里面比较的是shadowmap中的深度和当前片段在LightSpace中的深度。这两个深度都是正交投影计算出来的吧，而且使用的都是LightMVP矩阵。
区别只是shadowmap中的深度是从gl_FragCoord.z读取出来的，这个值是range到了0~1(默认）。而用来和shadowmap比较的深度计算是vPositionFromLight = uLightMVP * vec4(aVertexPosition, 1.0);
这个就是clip space的，当然对于正交投影,w=1，因此就是NDC的。因此范围是[-1,1]，因此只要转换到[0,1]就可以和shadow map解压出来的深度比较了。
如果我分析的没问题的话，这里面找不到需要变换到线性深度(eye space z,范围[n,f]）的地方呀？而且用的都是一样的矩阵，即便不是正交投影，是透视投影，应该也没问题吧？

另外最终出的效果和采样数，filterSize都有关系，你确定其他参数都没变？

[happyfire]

Sorry，看成PCF了，不过意思一样的。（这个帖子不能编辑吗？没找到EDIT..）
findBlocker和PCF里面都是用的一样的z，可能你修改了findBlocker，不过这个函数真的是改一点东西影响都很大，所以你改了z应该就是会有不同的效果。但是我觉得应该和linear depth没关系的，请批评指正！

[JH]

不好意思我可能有点没说清楚…我的意思是修改PCSS中step2 penumbra size的计算，而所有关于shadow map中深度的比较都是用的[0,1]范围的深度这个没错。
这个是我原来的代码

float filterSize = (coords.z / avgBlockerDepth - 1.0) * LIGHT_WIDTH_UV;
float ret = PCF(shadowMap, coords, filterSize);

其中coord.z和avgBlockerDepth都是[0,1]的值。
这个是我更新后的代码

float vsReceiverDepth = linearizeDepth(coords.z);
 float vsBlockerDepth = linearizeDepth(avgBlockerDepth);
 float filterSize = (vsReceiverDepth / vsBlockerDepth - 1.0) * LIGHT_WIDTH_UV;
 float ret = PCF(shadowMap, coords, filterSize);

简单来说就是把这里normalized的depth转换到linear depth再求解filterSize。我非常同意你说的有可能改一点就会让结果差很多，比如你可以加一个scalar来进行调参，不过这样并不能保证是physically correct的。我的理解是求解filterSize的本质是相似三角形，不过当所有距离都进行来非线性变换（从linear depth变成[0,1]）之后相似三角形的比例关系并不能保证一定满足，所以这里利用linear depth求解是比较合理的。实践上来看我自己的测试也得到了更好的效果，同时我也参考了一些别人的实现，包括Nvidia的实现（http://developer.download.nvidia.com/whitepapers/2008/PCSS_Integration.pdf），感觉大多都是使用linear depth来计算的。
这些就是我大致的理解和推测，如果有问题的话欢迎继续讨论：）

[happyfire]

了解了，你应该是用了透视投影，然后你的zReceiver和zBlocker都不是线性的，所以你需要转到线性吧。这没问题。
我是跟着课程走的，计算penumbra就是用的一个简单的相似三角形，当然用的是正交投影，所以zReceiver和zBlocker都是线性的，因此这么计算：
float penumbra = (zReceiver – zBlocker) * LIGHT_WIDTH / zBlocker;
应该没有物理上不正确吧

[shengjie]

如果你用的是正交投影矩阵，深度就是线性的，虽然数值范围需要从[-1,1]变换到[0,1]。看你的描述，你是用了perspective projection？
findBlock的搜索范围确实应该设大一点。但step2-3 z的绝对值不重要，只要z是线性的，求相似三角形比值只和z的相对值有关。
我认为其他的坑点在
1.8个uint表示float的数值精度问题
2.地板自遮挡
需要好好调参一下eps

[JH]

我觉得你说有道理，而且directional light也应该是用正交投影，所以不需要去做linearization。我这里的操作应该只能针对使用透视投影的光源。感谢指正！

[Author]

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