Unity3D技术文档翻译
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线性光阴影
线性光模拟了日光和单个灯光，照亮了整个场景。这意味着阴影贴图通常将一次性覆盖场景的大部分，而这会容易导致一种叫作透视锯齿（perspective aliasing）的问题。透视锯齿意味着阴影贴图中靠近摄像机部分的像素与远处的想比，会被放大且呈块状。
图中 A 处的阴影分辨率是合适的，但是靠近摄像机的 B 处阴影出现了透视锯齿。
如果你使用了 soft shadows，并且设置了高分辨率的阴影贴图，那么透视锯齿就不那么明显。然而代价是，使用这些特性将增加对图形硬件的要求，帧率也可能因此下降。
Shadow cascades（阴影分级）
透视锯齿出现的原因是阴影贴图的不同区域，因为摄像机的透视而被不成比例地放大了。灯光的阴影贴图只需要覆盖场景中能够被摄像机看到的部分，这被定义为摄像机的 view frustum（视锥体）。你可以想象这样一个简单的例子——线性光直接从上面照下，于是你就能看到视锥体与阴影贴图之间的关系。
视锥体的末端被阴影贴图的20个像素覆盖，而近端只被4个像素覆盖。然后，近端和远端在屏幕上表现为相同尺寸。这就导致了，对于靠近摄像机部分的阴影区域，阴影贴图的分辨率太低了。（注意，在实际使用中，阴影贴图的分辨率远高于 20*20，且通常不是完美的正方形。）
使用一张更高分辨率的阴影贴图能够减少锯齿效果，但是在渲染时会占用更多内存和带宽。观察上图会发现，在近端，大部分的阴影贴图都被浪费了，因为它们永远不会被看到；同时对于从远处观察的摄像机，阴影的分辨率又太高了。而根据距离摄像机的距离来讲视锥体分为两个区域是能做到的。近端区域可以使用单独的小尺寸（但是分辨率不减）阴影贴图，于是像素比例会变得正常。
这种按照阴影贴图尺寸进行分级减少的方法被称为 cascaded shadow maps（分级阴影贴图）（有时也被称为“Parallel Split Shadow Maps（平行分割阴影贴图）”）。在 Quality Settings 中，你可以为阴影分级设置 zero、two 或者 four cascades。
阴影分级使用的越高，阴影就越不会受透视锯齿影响，但是同时也会增加渲染负担。然而，与使用高分辨率阴影贴图相比，该方法产生的负担仍然要小很多。
阴影使用 four cascades 的例子
阴影距离
物体离摄像机越远，它的阴影就变得越不明显；它们在屏幕上看起来更小，而且通常不是注意力的核心。通过设置 Quality Settings 中的 Shadow Distance 属性，Unity 让你可以利用这种效果。物体与摄像机距离超过该属性值的，将不会产生阴影，并且随着距离增加逐渐淡出。
通过设置尽可能低的阴影距离，来帮助提升渲染性能。它的工作原理是远处的物体不需要被渲染进阴影贴图中。此外，去除了远处物体的阴影，场景通常看起来反而更好。在移动设备上，设置正确的阴影距离对于性能是很重要的，因为它们不支持阴影分级。如果摄像机的远平面比设置的阴影距离小，Unity 会自动用摄像机的远平面来代替阴影距离。
可视化的阴影参数调节
Scene View 有一个 draw mode 叫做 Shadow Cascades，该模式下会使用不同的颜色展示不同的阴影分级。使用该模式可以帮助你调节阴影距离、阴影分级，以及确保分级比例是对的。注意，该可视化效果使用的是场景视图的远平面，通常要比阴影距离更大。因此，如果你想要游戏中摄像机的表现和阴影距离匹配，你可能需要调低阴影距离。
场景视图中阴影分级绘制模式
阴影压缩（Shadow Pancaking）
为了更进一步预防 shadow acne（阴影花纹），我们正在使用一种叫做 Shadow Pancaking 的技术。该技术的想法是：当沿灯光方向渲染阴影贴图时，减少灯光空间（light space）的范围。这会增加阴影贴图的精准度，减少 shadow acne。
该图展示了 shadow pancaking 使用原则
在上图中：
- 亮蓝色圆圈代表了阴影投射
- 暗蓝色矩形代表了原始灯光空间
- 绿线代表了优化后的近平面（排除了在视椎体中不可见的阴影投射）
将这些阴影投射采样到优化后的近平面上（在顶点着色器中）。注意，虽然该方法通常能起效，但是会制造一个非常大的三角面穿过近平面。
大三角面问题
在上图例子中，只有一个蓝色三角面的顶点穿在了近平面之后，并被采样。然而，这改变了三角面的形状，并产生了错误的阴影。
你可以通过调试 Quality Settings 中的 Shadow Near Plane Offset 属性来避免该问题。这么做将拉回近平面。然而，如果将该属性的值设置的非常高，又会导致 shadow acne，因为它提高了阴影贴图在灯光方向上覆盖的范围。除此之外，你还可以细分有问题的阴影投射三角面。想了解更多信息，请看上一节中关于 bias 的部分。
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