https://jrqz-wu.com/zh/tags/3d%E6%B8%B2%E6%9F%93/ Recent content in 3D渲染 on JRQZ Hugo -- gohugo.io zh-cn Sat, 18 Apr 2026 15:00:00 +0800 https://jrqz-wu.com/zh/post/metal-shadow-mapping/ Sat, 18 Apr 2026 15:00:00 +0800 https://jrqz-wu.com/zh/post/metal-shadow-mapping/ 前言 有光的地方就有影子。但如果你写过渲染引擎，就会知道——光照模型（比如 Blinn-Phong）默认是不会产生阴影的。它只告诉你"这个点被光照了多亮"，但不会告诉你"这个点有没有被别的东西挡住"。 KisekiEngine 之前已经实现了 Blinn-Phong 点光源光照，场景里有立方体、有地面、有光照明暗，但就是没有阴影。一个物体浮在地面上，下面却没有影子，看起来就像悬浮在空中一样不真实。 要加阴影，最经典的方案就是 Shadow Mapping（阴影贴图）。它的核心思想只需要一句话： 站在光源的位置看一眼，记下每个方向上最近的深度；然后在正常渲染时，把每个片元投影回光源视角，比较一下深度——如果片元比记录的深度更远，说明它被什么东西挡住了，那它就在阴影里。 接下来，我们一步一步把这个想法变成 Metal 代码。 整体架构：双 Pass 渲染 整个实现的核心是在同一个 Command Buffer 里做两个 Render Pass： ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │ Command Buffer │ │ │ │ ┌─────────────────────┐ ┌──────────────────┐ │ │ │ Shadow Pass │ │ Main Pass │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 光源视角渲染深度 │──▶│ 正常渲染 + │ │ │ │ → Shadow Map │ │ 采样 Shadow Map │ │ │ │ (1024×1024) │ │ → 阴影判定 │ │ │ └─────────────────────┘ └──────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────────┘ Pass 1（Shadow Pass）：把光源当成一台摄像机，用透视投影渲染整个场景，但只写深度，不输出颜色。结果存到一张 1024×1024 的深度纹理里，这就是 shadow map。 Pass 2（Main Pass）：用正常的摄像机渲染场景。在片段着色器里，把每个片元的世界坐标投影到光源空间，去 shadow map 里查一下深度，判断它是不是在阴影里。 下面按实现顺序逐步讲解。