Unity Shader - Custom Shadow Map (New Version)

环境

Unity : Unity 2019.4.30f1 Pipeline : Built-in RP

之前写过一篇：Unity Shader - Custom DirectionalLight ShadowMap 自定义方向光的ShadowMap

但是因为这篇中的部分模型使用到以前公司的模型，所以DEMO没有公开，这篇，因为项目组之前发现内置 unity shadow map 会导致手机上崩溃，所以考虑自己写一个 shadow map

但是最终发现，如果没有 unity 阴影源码，还是不要重新显示 shadow map 阴影这块，因为有很多问题

之前那篇的 Shadow Map 基于 ClipSpace 下比较深度 我们下面是基于 ViewSpace 下比较深度

Shadow map 思路：

1. 在 DirectionalLight 同向的 LightCamera 拍下所有需要投影部分的对象 的 ViewZ 到一个ShadowDepthRT
2. 将 ShadowDepthRT 中的深度传入到每个需要接受阴影的 shader 中
3. 接受阴影的 shader 中的 顶点着色器，获取正在绘制的顶点坐标转为 LightCamera 下的 View 坐标 ShadowPosOnLightCameraViewSpace，并插值后传入 片段着色器中
4. 片段着色器中，将 ShadowPosOnLightCameraViewSpace.xy / Camera.orthSize 得到投影面中的 -1, 1 坐标，再转为 0, 1 坐标 作为 ShadowDepthRT 的采样 uv 坐标：ShadowDepthRTUV
5. ShadowPosOnLightCameraViewSpace.z 就是 fragDepth 就是当前片段的深度
6. 使用 ShadowDepthRTUV 采样 ShadowDepthRT 中的深度，与正在绘制片段的ShadowPosOnLightCameraViewSpace.z 也就是 LightCamera 下的 ViewZ：ShadowMapDepth
7. 这时已有 fragDepth 和 ShadowMapDepth，如果 fragDepth 比 ShadowMapDepth 大，说明片段在阴影中

这其中，第 1 点有些非常致命的问题：

• 灯光视角下的 LightCamera 如果拍的内容有 LODGroup ，并且在 MainCamera 下显示时 LOD0，但是在 LightCamera 下显示时 LOD1，而 LOD1 是简模，因为减模可能模型表面的深度与 LOD0 的原模型深度不一致，那么可能导致阴影效果异常
• 在 LightCamera.SetReplacementShader 时，只能替换为一种 shader中 pass 来执行，而不能将不同的 Shader 替换成不同的 shader 中的 pass，什么意思呢，就是如果我有两个渲染对象，一个是石头，不透明的 Opaque，一个是树叶 AlphaTest，如果两个渲染对象的 shader 都替换为一个以 Opaque 方式来绘制阴影RT 的话，那么树叶的 AlphaTest 将不会镂空，导致树叶的投影都是一个一个面片，没有树叶的纹理轮廓的形状，所以正常的话，应该：Opaque 的替换才 Opaque 的 Shadow Caster 对应的 shader，而 AlphaTest 的应该就替换成 AlphaTest 的，如果还有顶点动画的呢？所以啊，最终就是想要每个 原始 shader 都应该有一个 对应的 Shadow Caster 的shader，这也为何 unity 内置 shadow map 功能时，为何 每个 shaderLab 中，如果需要有投影功能的话，就需要提供一个 "LightMode="ShadowCaster" 的 pass tags，这是 Camera.SetReplacementShader API 无法满足功能的源码

基于以上两个问题所在，所以我们就不使用 custom shadow map 的方式了，除非我们有 unity 引擎源码，自己封装：

• Camera.ReplaceShadowCasterShader 的API解决 Camera.SetReplacementShader 无法满足功能的问题
• Camera.GetUnionRenderWithOtherCamera 的 API 解决 MainCamera 下显示时 LOD0，但是在 LightCamera 下显示时 LOD1 的 模型深度绘制的问题

效果

Project

因为是自己的 DEMO，没有什么公司的资源，所以可以公开 DEMO TestingShadowMapNewVer 提取码: yfed

unity 版本：2019.3.8f1 实验场景名：CustomShadowMapScene.unity 渲染管线：builit-in