室內渲染中高級燈光陰影技術（四）：陰影的4種計算方法

選擇[雙過程抗鋸齒]選項，對[抗鋸齒選項]中的參數做詳細的講解。

[陰影擴散]用來設置陰影模糊強度。[陰影擴散] 默認值為1.25， 將[陰影擴散]值設置10和50，分別進行渲染，效果如圖所示。

觀察上圖，陰影出現了很奇特的效果，有很多層陰影疊加在了一起。產生這種效果的原因是計算了多遍光線跟蹤陰影，並且將它們疊加在一起。

[陰影擴散]值設置陰影疊加的錯位效果，值越大錯位越劇烈。

目前的陰影是通過疊加陰影來實現的，但是目前的重影效果並不能作為模糊陰影效果來表現、因為陰影質量非常差，還有待提高。

將[陰影完整性]值設置得較高，可以清除陰影重疊的效果。因為[陰影完整性]參數控製的是陰影的計算次數，數值越高，陰影的計算次數越多。

上例出現問題的原因是[陰影完整性]參數值太小而導致的，計算次數減少。

設置[陰影完整性]參數為2，對比參數為1時的效果，如圖所示，可以看到右圖出現了更多的細節。

現在將[陰影完整性]參數設置為10,渲染效果如圖所示。

在渲染效果中出現了很好的模糊陰影效果，但是這個好的效果是以成倍的渲染時間為代價的。

[陰影完整性]參數為2時， 渲染時間需要3秒，而[陰影完整性]參數為10時，渲染時間則需要17秒。

以花費大量渲染時間為代價製作出較好的陰影效果，並不是理想的高級光線陰影的製作方去，係統提供的其他參數，可以綜合考慮來調節陰影效果，並且實現效果與效率兼備。

[陰影質量]參數可以與[陰影完整性]參數綜合考慮，來設置陰影的質量。

將[陰影完整性]設置為1，[陰影質量]設置為10，渲染效果如圖所示。

發現單純提高[陰影質量]值，不僅不能得到我們所需要的陰影效果，反而耗費了更多的渲染時間(渲染時間為23秒)。[陰影質量] 參數還需要配合[陰影完整性]參數來綜合調節。

將[陰影完整性]設置為5，[陰影質量]設置為10，渲染場景，效果如圖所示。

觀察圖像，發現出現了兩層陰影，中間一層深色及外邊一層淺色。這是因為[陰影質量]對隱約的邊界產生了明顯的模糊處理，所以出現了陰影外層淺色的邊，但並未出現陰影的模糊效果。這時需要借助另外一個[抖動量]參數來使陰影出現模糊效果。

[抖動量]參數用於實現陰影上噪點的填充，以實現模糊的效果。

保持上例設置的[陰影完整性]為5，[陰影質量] 為10的參數不變，將[抖動量]設置為5,渲染效果如圖所示。

陰影出現了隱約的模糊效果，但是有很明顯的噪點。

TIPS：[抖動量]參數值太大，會出現非常明顯的噪點效果，所以這個值不宜太大，推薦值設為0.25 ~ 1.0之間。出現噪點時，可以適當地降低[抖動量]參數值，或者提高[陰影完整性]參數值。

設置[陰影完整性]為5，[陰影質量] 為5,將[抖動量]設置為3，[陰影擴散]設置為10，渲染效果如圖所示，陰影出現了模糊的效果。

TiPS：[陰影完整性] 、[陰影質量] 和[抖動量] 3個參數之間會相互 影響。因此在調節這3個參數值時，需要綜合考慮，隻有這3個參數合理搭配，才能調節出較好的模糊陰影效果。[陰影擴散]值越大，如果想出現模糊的陰影效果，就需要將[陰影完整性]、[陰影擴散]、[抖動量]參數值設置得越大，相應地花費的渲染時間也就越長。

[優化]卷展欄

[優化]卷展欄中的選項都是對光線跟蹤進行優化處理的，如圖所示。

在[透明陰影]中勾選[啟用] ，可以啟用陰影對於透明材質的投射半透明陰影的效果。

勾選[透明陰影]下的[啟用]，對場景進行渲染，效果如圖示， 此時陰影出現了透明材質的投射效果及模糊的陰影效果。

[抗鋸齒抑製]中的選項用於優化光線跟蹤的計算速度。

取消勾選[超級采樣材質]選項後，陰影質量會變得非常差。

取消勾選[反射折射]選項後，渲染時間會變得更長，並且效果也更差。

其他選項保持默認狀態即可，一般不會使用到這些選項。

[高級光線跟蹤]陰影計算方法，其優點是顯而易見的，它可以實現陰影的半透明材質的透明陰影效果及陰影的模糊效果，其缺點是參數調節較為複雜，不容易掌握。

現在我們來總結一下之前學習的3種陰影計算方式的異同，如表所示。

由此可見[高級光線跟蹤]融合了[陰影貼圖] 和[光線跟蹤陰影]的優勢為一身，是一種不錯的陰影計算方法。