基于双向半影图的软阴影实时绘制方法

摘要

针对传统半影图阴影边缘提取速度慢，并且只能对半影区外部进行绘制而导致光源较大时绘制结果出现失真的问题，本发明提出一种基于双向半影图的软阴影实时绘制方法。在阴影绘制阶段，直接利用阴影图在图像空间对阴影边缘进行提取，提升提取阴影边缘的速度。并根据提取的阴影边缘向半影区内部和半影区外部两个方向进行扩展，计算光照强度沿两个方向的变化幅度，解决传统半影图方法在光源较大导致本影区较小时的绘制结果失真问题。整个算法在图像空间完成，充分利用了GPU的并行特性，可实时绘制较为逼真的软阴影效果。

主权项

双向半影图的软阴影实时绘制方法，具体可分为以下四个步骤：(1)以光源位置为视点绘制场景得到阴影图；(2)根据阴影图利用拉普拉斯操作数进行阴影边缘提取，然后根据光源大小以及光源、遮挡物和阴影接收体三者之间的位置关系计算阴影图中提取到的阴影边缘点所对应的半影区宽度，边缘点的灰度强度表示其所对应半影区的宽度大小；(3)根据阴影边缘点所记录的半影区宽度，从阴影边缘点向内半影区和外半影区两个方向进行扩展，计算光照强度沿两个方向的变化幅度，生成双向半影图；(4)从视点对场景进行绘制，结合阴影图和双向半影图中所存储的信息对场景的阴影进行处理，生成软阴影效果。