基本介紹
- 中文名：陰影體
- 又叫：陰影錐
構造,用法,參看,
構造
要構造一個陰影體，先從光源投射一條射線穿過產生陰影的物體中的每個頂點到某個點（通常在無窮遠點）。這些射線一起組成一個體；每個該體中的點都在陰影中，所有在外部的物體被該光源照亮。
實際的陰影體如下計算：
- 找到所有的輪廓邊（將前向面和後向面隔開的邊）
- 將所有的輪廓邊向遠離光源的方向伸展形成一個四邊形。
- 加入前蓋和後蓋到這些表面上形成一個閉合體（不是必要的，是否採用取決於所採用的實現方法）
用法
當前的研究和實現方法側重於使用硬體的模版快取（stencil buffer）來最佳化算法以利用硬體加速-參看模版陰影體。
為測試繪製的圖像的給定像素是否在陰影中，陰影體本身需要被繪製，但它是繪製到模板快取，而不是最終的圖像中。對於每個陰影體中的前向面，模板快取中的值是增加的；對於後向面，它是減少的。
一旦所有陰影體中的面被繪製到模版快取，任何值非零的像素將處於陰影中。
要理解其原因，考慮從像素到螢幕的光線反向回到物體的射線-若它穿入陰影體，它將會穿過一個前向面，所以模版快取對應像素的值會增加。若它又穿出陰影體（通過一個後向面）該值將會再次減少。
但是如果該像素在陰影中則該值只在它從後面離開陰影體時被減少，所以該值非零。
圖1
圖1圖1顯示了一個包含一個鏡頭，一個光源，一個陰影產生物體（藍色圓圈）和三個陰影接受物體（綠色的方塊），全部用二維示意。粗黑線表示陰影體的輪廓。從相機（笑臉）投射的線表示視線。
該視線首先擊中物體a；在該點它沒有達到陰影體的任何面，所以幀快取會有0值-不在陰影中。在點1陰影體的一個前向面被穿過因而增加了模版快取中的值。然後我們擊中物體b；在該點我們在快取中有一個值為1，所以該物體在陰影中。沿著視線繼續前進，我們會在點2到達陰影體的後向面，因而把模版快取中的值減少到0。最後我們擊中物體c，模版快取中的值又是0，所以該物體也不在陰影中。
該算法的一個問題在於若相機（眼睛）本身在陰影體中則該方法會失敗-視線首先穿過陰影體的後向面，將模版快取中的值減少1，使得它在到達物體c的時候有非零值，雖然該物體不應該在陰影中。
這個問題的一個解決辦法是從無窮遠的某點返回到相機。該技術由一些人獨立發現，但是由John Carmack推廣，並經常被稱為Carmack的翻轉。
參看
- 模版陰影體，描述了如何使用模版快取實現陰影體算法
- 輪廓邊
- 陰影映射，一個較簡單的技術
