前言
这是一辆没有任何阴影的狂野西部摩托车。
如果我们使用了阴影贴图，就可以增加一些明显好看的细节，这是非常重要的一步。
如果我们只启用屏幕空间阴影会怎样？我们会得到一些不错的小比例细节。
把shadowmap和屏幕空间阴影同时打开。
再看一下细节比较
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行业比较
在进行阴影映射时丢失一些细节是一个典型的问题，尤其是对于旨在覆盖场景的大部分的那些光源（如定向光源）。正如我们所看到的，屏幕空间阴影可以帮上大忙 但在进一步详细探讨它们之前，让我们看看大多数游戏是如何处理小规模阴影质量的：
允许玩家自己控制阴影质量。这可能会比较费，但是在游戏中也是很常见的。
在关键时刻（如角色特写镜头）使用超高分辨率阴影光源。此方案避免了屏幕空间技术的典型缺陷，但需要逐场景手动调整灯光参数，工作量巨大。
采用屏幕空间阴影增强方案：部分案例中，阴影还会结合法线数据和其他渲染通道信息，进一步缓解屏幕空间技术的局限性。
Remedy Entertainment（代表作《控制》《心灵杀手2》）的屏幕空间阴影实现效果可作为优秀范例。其技术通过多通道数据融合，在保持实时性能的同时，显著提升了小尺度阴影的视觉精度。
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算法
那具体如何实现？基本思路是：从像素点出发，朝着光源方向移动。我们分步移动，在每一步中，将光线的深度与摄像机感知的深度进行比较。如果光线的深度大于（即离摄像机更远）摄像机的深度值，我们就认为该像素处于阴影中。
正如我们所见，仅凭屏幕空间信息我们无法可靠判断像素是否处于阴影中。但我们不必担心这个问题，因为回想之前看到的对比图就会发现，我们只需要对阴影映射进行补充而非替代。因此真正的问题是：这种折中方案是否足以提供有意义的信息？答案是在短距离内效果尚可，但长距离精度会下降。所以明智的做法是将这种效果控制在小范围内。这也解释了为什么有些人将屏幕空间阴影称为接触阴影——因为只有当像素与其遮挡物非常接近（近乎接触）时，阴影才能稳定的显现。
以下是带必要注释的完整HLSL示例：
// Settingsstatic const uint g_sss_max_steps = 16; // Max ray steps, affects quality and performance.static const float g_sss_ray_max_distance = 0.05f; // Max shadow length, longer shadows are less accurate.static const float g_sss_thickness = 0.02f; // Depth testing thickness.static const float g_sss_step_length = g_sss_ray_max_distance / (float)g_sss_max_steps;float ScreenSpaceShadows(Surface surface, Light light){ // Compute ray position and direction (in view-space) float3 ray_pos = mul(float4(surface.position, 1.0f), g_view).xyz; float3 ray_dir = mul(float4(-light.direction, 0.0f), g_view).xyz; // Compute ray step float3 ray_step = ray_dir * g_sss_step_length; // Ray march towards the light float occlusion = 0.0; float2 ray_uv = 0.0f; for (uint i = 0; i 0.0f) && (depth_delta
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一个取巧的改良方案
和许多效果一样，我们可以直接设置高步数来获得更好看的效果，承受性能损耗然后收工。毕竟，谁有时间通过偏移光线起始位置来将带状伪影转化为噪点，再进行模糊处理，最后才能使用呢？完全理解这种心态。不过需要提到的是，如果项目中已实现TAA（时间抗锯齿），我们可以这样做：
选择噪声函数并为其添加时序因子。我的版本改编自Jorge Jimenez的交错梯度噪声函数（interleaved gradient noise function），因其与TAA配合效果极佳。
float interleaved_gradient_noise(float2 position_screen){ position_screen += g_frame * any(g_taa_jitter_offset); // temporal factor float3 magic = float3(0.06711056f, 0.00583715f, 52.9829189f); return frac(magic.z * frac(dot(position_screen, magic.xy)));}
接着，在原着色器中开始光线步进前，我们对起始位置施加偏移。这实际上实现了随时间累积提高有效步数的效果。
// Offset starting position with temporal interleaved gradient noisefloat offset = interleaved_gradient_noise(g_resolution * surface.uv) * 2.0f - 1.0f;ray_pos += ray_step * offset;
虽然只用8个采样速度很快，但这不会产生条带伪影吗？
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结语
在我们结束之前，让我们欣赏这台赋予了材质的摩托车
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更优的屏幕空间阴影方案