现代OpenGL阴影立方体映射的指针？ 背景 我正在使用C++和现代OpenGL（3.3）进行3D游戏。我现在正在进行照明和阴影渲染，并且已经成功地实现了方向阴影贴图。在阅读了游戏的要求后，我决定需要点光源阴影贴图。在做了一些研究之后，我发现要做全向阴影贴图，我会做一些类似于方向阴影贴图的事情，但会使用立方体贴图

我以前不知道立方体贴图，但我对它们的理解是立方体贴图是六种纹理，无缝连接。 我环顾了一下四周，但不幸的是，我很难找到关于现代OpenGL主题的权威“教程”。我首先寻找从开始到结束解释它的教程，因为我很难从源代码片段或概念中学习，但我尝试了

当前的理解 这是我对这个想法的总体理解，不包括技术细节。请纠正我

• 对于每个点光源，将设置帧缓冲区，如方向阴影贴图
• 然后生成一个立方体贴图纹理，并与

  glBindTexture（GL\u texture\u CUBE\u MAP，shadowmap）

  绑定
• 立方体映射是使用以下属性设置的：

  glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARB, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARB, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_ARB, GL_TEXTURE_WRAP_R, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
  

（这也类似于方向阴影贴图）

• 现在，

  glTexImage2D（）

  被迭代六次，每个面一次。我是这样做的：

   for (int face = 0; face < 6; face++) // Fill each face of the shadow cubemap
       glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + face, 0, GL_DEPTH_COMPONENT32F , 1024, 1024, 0, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, NULL);
  

  // Create the six view matrices for all six sides
  for (int i = 0; i < renderedObjects.size(); i++) // Iterate through all rendered objects
  {
      renderedObjects[i]->bindBuffers(); // Bind buffers for rendering with it
  
      glm::mat4 depthModelMatrix = renderedObjects[i]->getModelMatrix(); // Set up model matrix
  
      for (int i = 0; i < 6; i++) // Draw for each side of the light
      {
          glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + i, shadowmap, 0);
          glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // Clear depth buffer
  
          // Send MVP for shadow map
          glm::mat4 depthMVP = depthProjectionMatrix * depthViewMatrices[i] * depthModelMatrix;
          glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shadowMappingProgram, "depthMVP"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(depthMVP));
  
          glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shadowMappingProgram, "lightViewMatrix"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(depthViewMatrices[i]));
          glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shadowMappingProgram, "lightProjectionMatrix"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(depthProjectionMatrix));
          glDrawElements(renderedObjects[i]->getDrawType(), renderedObjects[i]->getElementSize(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
      }
  }
  

• 要渲染场景时，将分两次渲染场景，就像方向阴影贴图一样

• 首先，绑定阴影帧缓冲区，将视口调整为阴影贴图的大小（本例中为1024 x 1024）
• 使用

  glCullFace（GL\u front）

• 活动着色器程序切换到顶点和片段阴影着色器，我将提供进一步向下的源
• 将计算所有六个视图的灯光视图矩阵。我通过创建glm:：mat4的向量和

  push_back（）

  矩阵来实现，如下所示：

   for (int face = 0; face < 6; face++) // Fill each face of the shadow cubemap
       glTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + face, 0, GL_DEPTH_COMPONENT32F , 1024, 1024, 0, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, NULL);
  

  // Create the six view matrices for all six sides
  for (int i = 0; i < renderedObjects.size(); i++) // Iterate through all rendered objects
  {
      renderedObjects[i]->bindBuffers(); // Bind buffers for rendering with it
  
      glm::mat4 depthModelMatrix = renderedObjects[i]->getModelMatrix(); // Set up model matrix
  
      for (int i = 0; i < 6; i++) // Draw for each side of the light
      {
          glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + i, shadowmap, 0);
          glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // Clear depth buffer
  
          // Send MVP for shadow map
          glm::mat4 depthMVP = depthProjectionMatrix * depthViewMatrices[i] * depthModelMatrix;
          glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shadowMappingProgram, "depthMVP"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(depthMVP));
  
          glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shadowMappingProgram, "lightViewMatrix"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(depthViewMatrices[i]));
          glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shadowMappingProgram, "lightProjectionMatrix"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(depthProjectionMatrix));
          glDrawElements(renderedObjects[i]->getDrawType(), renderedObjects[i]->getElementSize(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
      }
  }
  

  阴影片段着色器： 标准顶点着色器： 标准片段着色器： 我记不起ComputerShadowFactor和VectorToDepthValue函数代码来自何处，因为我当时正在笔记本电脑上研究它，但现在还无法找到，但这是这些着色器的结果：
  它是一个由阴影空间包围的无阴影空间的小正方形

  ---

  很明显，我在这里犯了很多错误，可能是以我的着色器为中心的，这是因为我缺乏这方面的知识，因为我发现除了教程之外很难从任何东西中学习，对此我感到非常抱歉。我不知所措，如果有人能清楚地解释我做错了什么，为什么做错了，我如何修复它，甚至一些代码，这将是一件非常美妙的事情。我认为问题可能是因为我在错误的空间工作。
  我希望回答您的一些问题，但首先需要一些定义：
  什么是立方体地图？
  它是从一个方向向量到一对[face，该面上的2d坐标]的映射，通过将方向向量投影到一个假设的立方体上获得
  什么是OpenGL立方体贴图纹理？
  这是一套六幅“图像”
  什么是GLSL立方体贴图取样器？
  它是一个采样器原语，从中可以进行立方体贴图采样。这意味着使用方向向量而不是通常的纹理坐标对其进行采样。然后，硬件将方向向量投影到一个假设的立方体上，并使用生成的[face，2d texture coordinate]对在右侧2d位置对右侧“图像”进行采样
  什么是GLSL阴影采样器？
  它是一个取样器原语，绑定到包含NDC空间深度值的纹理，当使用特定于阴影的采样函数进行采样时，返回NDC空间深度（显然在阴影贴图的同一空间中）与存储在绑定纹理内的NDC空间深度之间的“比较”。调用采样函数时，要比较的深度指定为纹理坐标中的附加元素。请注意，提供阴影采样器是为了便于使用和提高速度，但始终可以在着色器中“手动”进行比较

  ---

  现在，请回答您的问题：
  OpenGL只是将[…]渲染到立方体贴图，对吗？
  否，OpenGL渲染到当前有界帧缓冲区中的一组目标
  对于立方体贴图，通常的渲染方式是：
  • 创建它们并将它们的六个“图像”中的每一个附加到同一个 帧缓冲区（显然在不同的附着点）
  • 一次仅启用一个目标（因此，可以分别在每个立方体贴图面中渲染）
  • 在立方体贴图面中渲染所需内容（可能使用面特定的“视图”和“投影”矩阵）
  点光源阴影贴图
  除了所有关于立方体贴图的内容外，在使用立方体贴图实现点光源阴影贴图时还存在许多问题，因此很少使用硬件深度比较
  相反，常见的做法是：
  • 不写NDC空间深度，而是写距离 点光源
  • 查询阴影贴图时（请参见底部的示例代码）：
    • 不要使用硬件深度比较（使用samplerCube而不是samplerCubeShadow）
    • 在“立方体空间”（完全不包括投影）中变换要测试的点
    • 使用“立方体空间”向量作为查找方向对立方体贴图进行采样
    • 将从立方体贴图中采样的径向距离与测试点的径向距离进行比较
  示例代码

  // sample radial distance from the cubemap
  float radial_dist = texture(my_cubemap, cube_space_vector).x;
  
  // compare against test point radial distance
  bool shadowed = length(cube_space_vector) > radial_dist;
  

  #version 150
  
  in vec3 position;
  in vec3 normal;
  in vec2 texcoord;
  
  uniform mat3 modelInverseTranspose;
  uniform mat4 modelMatrix;
  uniform mat4 viewMatrix;
  uniform mat4 projectionMatrix;
  
  out vec3 fragnormal;
  out vec3 fragnormaldirection;
  out vec2 fragtexcoord;
  out vec4 fragposition;
  out vec4 fragshadowcoord;
  
  void main()
  {
      fragposition = modelMatrix * vec4(position, 1.0);
      fragtexcoord = texcoord;
      fragnormaldirection = normalize(modelInverseTranspose * normal);
      fragnormal = normalize(normal);
      fragshadowcoord = projectionMatrix * viewMatrix * modelMatrix * vec4(position, 1.0);
  
  
      gl_Position = projectionMatrix * viewMatrix * modelMatrix * vec4(position, 1.0);
  }
  

  #version 150
  
  out vec4 outColour;
  
  in vec3 fragnormaldirection;
  in vec2 fragtexcoord;
  in vec3 fragnormal;
  in vec4 fragposition;
  in vec4 fragshadowcoord;
  
  uniform mat4 modelMatrix;
  uniform mat4 viewMatrix;
  uniform mat4 projectionMatrix;
  uniform mat4 viewMatrixInversed;
  
  uniform mat4 lightViewMatrix;
  uniform mat4 lightProjectionMatrix;
  
  uniform sampler2D tex;
  uniform samplerCubeShadow shadowmap;
  
  float VectorToDepthValue(vec3 Vec)
  {
      vec3 AbsVec = abs(Vec);
      float LocalZcomp = max(AbsVec.x, max(AbsVec.y, AbsVec.z));
  
      const float f = 2048.0;
      const float n = 1.0;
      float NormZComp = (f+n) / (f-n) - (2*f*n)/(f-n)/LocalZcomp;
      return (NormZComp + 1.0) * 0.5;
  }
  
  float ComputeShadowFactor(samplerCubeShadow ShadowCubeMap, vec3 VertToLightWS)
  {   
      float ShadowVec = texture(ShadowCubeMap, vec4(VertToLightWS, 1.0));
      if (ShadowVec + 0.0001 > VectorToDepthValue(VertToLightWS)) // To avoid self shadowing, I guess
          return 1.0;
  
      return 0.7;
  }
  
  void main()
  {
      vec3 light_position = vec3(0.0, 0.0, 0.0);
      vec3 VertToLightWS = light_position - fragposition.xyz;
      outColour = texture(tex, fragtexcoord) * ComputeShadowFactor(shadowmap, VertToLightWS);
  }
  

  // sample radial distance from the cubemap
  float radial_dist = texture(my_cubemap, cube_space_vector).x;
  
  // compare against test point radial distance
  bool shadowed = length(cube_space_vector) > radial_dist;