问题
- 着色是局部的，这种方便但不对；
- shading中无法解决阴影问题；
那么：How to draw shadows using rasterization?
方法：Shadow Mapping
idea
the points NOT in shadow must be seen both by the light and by the camera
在该方法中，如果点不在“阴影”中，指的是其既能被光看见，也能被人眼看见。换句话说，当一个点在阴影中时，说明其或者不能被光看见，或者不能被人眼看见。
含义
该方法是An Image-space Algorithm，如何理解？
no knowledge of scene’s geometry during shadow computation
在生成阴影的过程中不需要找到几何信息。
具体过程
该过程包含两个步骤：
- 从光源看向具体的物体；
- 从人眼看向具体的物体；
具体如上图所示：
- 首先，从光源看向物体，可以得到光源能够看到的图，该图不进行着色，只记录看到的点的深度信息；
Depth image from light source
- 从人眼看向具体的物体，对于看到的物体上的点，将其投影回从光源角度看得到的平面，如第3部分，能够得到该点对应深度图上的哪个像素；
Standard image (with depth) from eye
Project visible points in eye view back to light source
- 比较投影到Depth image上的点的深度信息，与Depth image的深度信息，可以得到两个结果：
- (Reprojected) depths match for light and eye：说明该点能够被看见，不在阴影中；
- depths from light and eye are not the same：该点不能被看见，在阴影中；
实例操作过程
The depth buffer from the light’s point-of-view
Comparing Dist(light, shading point) with shadow map
效果
问题
精度问题
Involves equality comparison of floating point depth values means issues of scale, bias, tolerance.
由于需要判断深度信息是否相等，当构建阴影时，会因为浮点数难以判断相等，导致阴影非常“脏”。如上图中的绿色图片所示。
一些方法：
- 不判断相等，判断大小；
- 同时，加一个小的误差范围；
但这些方法不能根本解决问题。
Depth image分辨率的影响
Quality depends on shadow map resolution (general problem with image-based techniques).
当shadow map的分辨率很低时，其对应的深度信息可以覆盖多个重投影到该图上的点，因此会出现走样的问题，因此must deal with aliasing artifacts。增加分辨率能解决问题，但是开销增加。
只能用于点光源
该方法只能处理点光源：因此其中的阴影，非0即1，即要么在阴影中，要么不在——硬阴影。
- 硬阴影：完全看不到光，界限明显，光源是点光源；
- 软阴影：能看到部分光，界限圆滑，光源有一定大小；
总结
- 即便有很多问题，仍然是Well known rendering technique；
- Basic shadowing technique for early animations and 3D video game；
