关于ShadowVolume的改进

Irrlicht引擎(1.3版本)中的shadow volume里面重复绘制了很多无用的阴影体。这里提出一种算法，减少绘制的数量。

给定光照方向light，遍历所有三角形创建Edge信息（一条Edge包含两个端点的索引，两个连接的面）。

假定我们找到了边1是一条真正的边缘（连接的两个面一个背向一个面向光源），并记录背向光源的面0（红色的0），从边1（边1是面0的边）开始（当前边为1），顺时针增加变为边2，找到边2对应的另外一个三角形面1，计算出面1对应 边2 的边4，设为当前边为边4，计算面1法向与光源的点击，得出面1在背面，继续上面的步骤（当前边为4，当前的面为1）。有  边：4->5（顺时针增加）->7 面：1->2

有 边：7->8（顺指针旋转）->10 面：2->3

 

现在面为3，边为10.继续旋转边得到10->11,11对应的另外一个面为4,4中和边11对应的是边13，更新当前边为13，计算面4是面向光源的（点积为负）。我们回溯当前边13->11,并将边11（边13也是一样的）加入“边缘”中。（此时就有了两条边1,11）

此时当前面还是3，当前边11，这和最开始面为0，边为1的初始情况相同，重复即可得到所有的边缘。

<如果面4是不存在的，直接将边11加入边缘，同时不改变当前面，进行旋转11->12>

 

这个方法的优点：通过这个方法可以直接构成一个连接着个圆圈，不用排序，

这样就很容易去解决封口问题（都可以弄成一个三角扇了）。

 

通过这个方法能够将fps从100（Irrlicht的方法）提升到150（使用一个三角面片特别多的物体时，15000+的索引）；

送入显卡的三角形数量从40608减少到了1488，真是震惊。

box效果图

 

意义：如果要寻找到相邻/连的边，简单的做法是顶点数据中添加边的记录譬如：

struct Vertex

{

　　float x,y,z;

　　float u,v;

　　float normalX,normalY,normalZ;

　　vector<Edge> Edges;

}

每一个顶点都需要一个Edge的数组，但是实际情况下，每一个顶点对应的边都是不恒定的。有的只有三个，有的多达9个。这个vector就显得十分臃肿。这里只需要计算所有的边数据，这个结构稳定，就可以找出下一条边，只是不那么直观。

 

 

缺点：1 这个方法实现起来真心问题多，模型里面的数据排布直接把人搞疯掉。模型数据的冗余，导致大部分的优化措施无法起作用，并且显示不正常在Debug了很久才发现是模型的问题。

2 虽然理论上可以处理缺角（不封闭）的模型，测试也成功了。但是处理DxSDK 里面的dwarf.x模型却意外的无法成功，所以还是只能说，这个算法限于封闭模型使用。

3 由于模型的缺陷使得优化无法使用，所以预处理步骤真心慢，特别慢。

 

基于上述原因：

 

 这个方法不去使用。

 

思考:ShadowVolume方法的主要问题就是阴影体的生成，上面虽然提到了快速找到边缘，但是实际上可行的方法确实另外一种（我想到的）：

1 遍历所有三角形，记录每条边缘的访问次数（背面的三角形给每条边加1），将其对应的背面三角形加入渲染列表（封口）

2 只有真正的边缘（光照）访问次数为1，（当然也有空洞的边缘可以，也将其加入，但是不会影响最终结果），

3 对于这样的边缘，进行拉伸，得到阴影体。

 

这么看来，生成阴影体的方法其实很简单，上面的工作只是为了能够根据简单的拓扑信息得到对应的边而已。权当做一个尝试。