如果我們能時(shí)時(shí)刻刻都在學(xué)習(xí)，從觀察、聆聽、注視和行動(dòng)中學(xué)習(xí)，那么你會(huì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)是不斷進(jìn)展，永無過去 | 學(xué)習(xí)技術(shù)不是發(fā)財(cái)之道 | 學(xué)習(xí)技術(shù)，因?yàn)槌缟锌茖W(xué)與真理
現(xiàn)在比較普遍的實(shí)現(xiàn)方法有三種：Z Pass、Z Fail 和DirectX Samples 里面介紹的那種（其實(shí)Z Fail只是Z Pass的改進(jìn)版）。這里只介紹Z Pass的實(shí)現(xiàn)方法。如下圖所示，有一個(gè)三角形abc和它投到地面的影子三角形def。從攝像機(jī)分別看A、B、C三處，明顯只有B是處在三角形的陰影中。
那么如何通過程序來判斷一個(gè)點(diǎn)是否在陰影中呢？在多面體abcdef中，從視點(diǎn)看A點(diǎn)時(shí)，視線沒有經(jīng)過多面體；從視點(diǎn)看B點(diǎn)時(shí)，視線經(jīng)過多面體正對視點(diǎn)的一個(gè)面abde；從視點(diǎn)看C點(diǎn)，視線首先經(jīng)過多面體正對視點(diǎn)的面abde，然后經(jīng)過背對視點(diǎn)的面bcef，然后才到達(dá)C點(diǎn)。由此可得，當(dāng)視線只經(jīng)過陰影多面體正對面而沒經(jīng)過多面體背對面時(shí)，所看到的點(diǎn)就在陰影中。當(dāng)場景中有多個(gè)陰影體時(shí)，我們可以認(rèn)為當(dāng)視點(diǎn)經(jīng)過陰影多面體正對面次數(shù)大于經(jīng)過背對面次數(shù)時(shí)，看到的點(diǎn)就在陰影中。
在程序中實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，需要做以下幾步操作：
1） 為有陰影的模型生成它的陰影多面體。
遍歷模型的每一個(gè)面，如果該面是正對光源的，就把它的三個(gè)邊添加到一個(gè)列表中。
如果發(fā)現(xiàn)某一個(gè)邊已經(jīng)在列表中，則不再添加該邊，并且把列表中的該邊剔除。當(dāng)遍歷完整個(gè)模型的所有三角形后，列表中剩下的邊就是陰影的邊緣。
2） 關(guān)閉光照，渲染一次場景，生成一個(gè)具有場景深度信息的表面。
3） 對陰影多面體的正對面進(jìn)行深度測試，如果測試通過，則模版緩存加1。
4） 對陰影多面體的背對面進(jìn)行深度測試，如果測試通過，則模版緩存減1，這時(shí)我們獲得了一個(gè)模版緩存 stencil_1。
5） 打開光照，根據(jù)所得的模版緩存stencil_1，再次渲染場景。如果stencil_1的值跟這一次渲染場景的模版值相等，則渲染場景；否則，保留表面原色（陰影）。
這樣，陰影就渲染出來了。第二步到第五步都涉及到深度測試和模版測試的問題，如果對這兩種測試不太熟悉的話，實(shí)現(xiàn)起來是一件很頭痛的事情。下面附上一段代碼，用以說明從第二步到第五步的深度測試和模版測試。
g_pDev->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_ARGB( 0, 66, 75, 121), 1.0f, 0);
g_pDev->BeginScene();
//關(guān)閉光源并渲染場景
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, TRUE);
g_pDev->LightEnable(0, FALSE);
RenderScene();
//把模版緩存設(shè)為0
g_pDev->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_STENCIL, D3DCOLOR_ARGB( 0, 66, 75, 121), 1.0f, 0);
//備份渲染設(shè)置
DWORD CullMode, AlphaBlendEnable, SrcBlend, DestBlend, ZFunc, StencilRef, StencilMask, StencilWriteMask, StencilFunc, StencilZFail, StencilFail, StencilPass;
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_CULLMODE, &CullMode);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, &AlphaBlendEnable);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_SRCBLEND, &SrcBlend);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_DESTBLEND, &DestBlend);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_ZFUNC, &ZFunc);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_STENCILREF, &StencilRef);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_STENCILMASK, &StencilMask);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_STENCILWRITEMASK, &StencilWriteMask);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_STENCILFUNC, &StencilFunc);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_STENCILZFAIL, &StencilZFail);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_STENCILFAIL, &StencilFail);
g_pDev->GetRenderState(D3DRS_STENCILPASS, &StencilPass);
//設(shè)置第一輪z pass 渲染
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW); //渲染逆時(shí)針三角形（即正對攝像機(jī)的三角形）
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, TRUE);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_SRCBLEND, D3DBLEND_ZERO); //使陰影網(wǎng)格全透明
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_DESTBLEND, D3DBLEND_ONE);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_ZWRITEENABLE, FALSE); //禁止陰影網(wǎng)格改變場景深度
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_ZFUNC, D3DCMP_LESS); //與D3DRS_STENCILPASS 一起使用（實(shí)現(xiàn)z pass 時(shí)，stencil + 1 或stencil - 1）
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILENABLE, TRUE); //開啟stencil test
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILFUNC, D3DCMP_ALWAYS); //stencil test總是成功
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILPASS, D3DSTENCILOP_INCR); //stencil test 成功并且z test 成功時(shí)，stencil + 1
RenderShadow();
//設(shè)置第二輪z pass 渲染
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CW); //渲染順時(shí)針三角形（即背對攝像機(jī)的三角形）
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILPASS, D3DSTENCILOP_DECR); //stencil test 成功并且z test 成功時(shí)，stencil - 1
//此時(shí)的stencil 緩存值，與原來相比，真正陰影部分的stencil + 1
//還原渲染設(shè)置
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, CullMode);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, AlphaBlendEnable);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_SRCBLEND, SrcBlend);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_DESTBLEND, DestBlend);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_ZWRITEENABLE, TRUE);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_ZFUNC, ZFunc);
//設(shè)置stencil test 方法，使得再次渲染場景時(shí)，只渲染stencil value 沒被改變的部分
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILENABLE, TRUE);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILFUNC, D3DCMP_EQUAL); //與D3DRS_STENCILREF、D3DRS_STENCILMASK 和D3DRS_STENCILWRITEMASK一起使用
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILREF, 0x0); // 當(dāng)符合(ref & mask) == (stencil & mask) 條件時(shí)(即stencil 沒被改變)，渲染場景
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILMASK, 0xffffffff);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILWRITEMASK, 0xffffffff);
//打開光源并渲染場景
g_pDev->SetLight(0, &g_Light);
g_pDev->LightEnable(0, TRUE);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILENABLE, FALSE);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILREF, StencilRef);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILMASK, StencilMask);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILWRITEMASK, StencilWriteMask);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILFUNC, StencilFunc);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILZFAIL, StencilZFail);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILFAIL, StencilFail);
g_pDev->SetRenderState(D3DRS_STENCILPASS, StencilPass);
g_pDev->EndScene();
然而，Z Pass 并不是一個(gè)完美的解決方案。比如，當(dāng)攝像機(jī)處在一個(gè)陰影里面的時(shí)候，我們就無法用Z Pass來實(shí)現(xiàn)了。Z Fail的出現(xiàn)就是為了彌補(bǔ)Z Pass的不足。
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