Точки пространства в каскадах

include/Camera.h

@@ -11,7 +11,7 @@
 // Ближняя граница области отсечения
 #define CAMERA_NEAR 0.1f
 // Дальняя граница области отсечения
-#define CAMERA_FAR 15.0f
+#define CAMERA_FAR 100.0f
 // Вектор, задающий верх для камеры
 #define CAMERA_UP_VECTOR glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f)
 // Вектор, задающий стандартный поворот углами Эйлера (в положительном направлении оси Z)
@@ -20,6 +20,11 @@
 #define CAMERA_FOVy 60.0f
 // Стандартная чувствительность
 #define CAMERA_DEFAULT_SENSIVITY 0.005f
+// Количество каскадов для карт теней
+#define CAMERA_CASCADE_COUNT 4
+
+// Данные о дистанциях каскадов 
+extern const float camera_cascade_distances[]; // src/Camera.cpp
 
 // Данные о камере для шейдера
 struct CameraData
@@ -54,7 +59,7 @@ class Camera : public Node
         static Camera& current(); // Ссылка на текущую используемую камеру
         
         CameraData& getData(); // Данные о камере для шейдера
-        std::pair<bool, const glm::vec4*> getProjCoords(); // Доступ к координатам с флагом изменения, описывающим пространство вида с пересчетом, если это требуется
+        std::pair<bool, const glm::vec4(*)[8]> getProjCoords(); // Доступ к координатам с флагом изменения, описывающим пространство вида с пересчетом, если это требуется
     protected:
         Camera(const glm::vec3 &position, const glm::vec3 &initialRotation); // Защищенный (protected) конструктор камеры без перспективы 
 
@@ -63,7 +68,8 @@ class Camera : public Node
         glm::mat4 vp; // Матрица произведения вида и проекции
         bool requiredRecalcVP; // Необходимость пересчета матрицы вида и проекции камеры
         bool requiredRecalcCoords; // Необходимость пересчета точек, описывающих пространство камеры
-        glm::vec4 coords[8]; // Координаты, описывающие пространство камеры
+        glm::vec4 coords[CAMERA_CASCADE_COUNT][8]; // Координаты, описывающие пространство камеры
+        glm::mat4 cascade_proj[CAMERA_CASCADE_COUNT]; // Матрицы проекций каскадов
 
         float sensitivity; // Чувствительность мыши
         

src/Camera.cpp

@@ -3,6 +3,9 @@
 // Указатель на текущую используемую камеру
 Camera* Camera::p_current = NULL; 
 
+// Границы каскадов
+const float camera_cascade_distances[] = {CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR / 50.0f, CAMERA_FAR / 10.0f,  CAMERA_FAR / 3.0f, CAMERA_FAR};
+
 // Защищенный (protected) конструктор камеры без перспективы 
 Camera::Camera(const glm::vec3 &pos, const glm::vec3 &initialRotation) : Node(NULL) // Пусть по умолчанию камера не относится к сцене
 {
@@ -33,7 +36,8 @@ Camera::Camera(float width, float height, const glm::vec3 &position, const glm::
 
 // Конструктор копирования камеры
 Camera::Camera(const Camera& copy) 
-: Node(copy), projection(copy.projection), requiredRecalcVP(copy.requiredRecalcVP), sensitivity(copy.sensitivity)
+: Node(copy), projection(copy.projection), requiredRecalcVP(copy.requiredRecalcVP), sensitivity(copy.sensitivity),
+requiredRecalcCoords(true)
 {
     // Если у оригинала не было изменений - перепишем матрицу вида-проекции
     if (!requiredRecalcVP)
@@ -90,6 +94,8 @@ void Camera::setPerspective(float fovy, float aspect)
 {
     projection = glm::perspective(glm::radians(fovy), aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
     requiredRecalcVP = true;
+    for (int cascade = 0; cascade < CAMERA_CASCADE_COUNT; cascade++)
+        cascade_proj[cascade] = glm::perspective(glm::radians(fovy), aspect, camera_cascade_distances[cascade], camera_cascade_distances[cascade+1]);
 }
 
 // Устанавливает заданную ортографическую матрицу
@@ -98,6 +104,9 @@ void Camera::setOrtho(float width, float height)
     const float aspect = width / height;
     projection = glm::ortho(-1.0f, 1.0f, -1.0f/aspect, 1.0f/aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
     requiredRecalcVP = true;
+    for (int cascade = 0; cascade < CAMERA_CASCADE_COUNT; cascade++)
+        cascade_proj[cascade] = glm::ortho(-1.0f, 1.0f, -1.0f/aspect, 1.0f/aspect, camera_cascade_distances[cascade], camera_cascade_distances[cascade+1]);
+
 }
 
 // Изменяет чувствительность мыши
@@ -192,7 +201,7 @@ CameraData& Camera::getData()
 }
 
 // Доступ к координатам с флагом изменения, описывающим пространство вида с пересчетом, если это требуется
-std::pair<bool, const glm::vec4*> Camera::getProjCoords() 
+std::pair<bool, const glm::vec4(*)[8]> Camera::getProjCoords() 
 {
     const glm::mat4& cam_vp = getVP(); // Получение ссылки на матрицу вида-проекции с пересчетом, если требуется и активацией флага requiredRecalcCoords
     bool changes = false; // Возвращаемое значение
@@ -210,11 +219,16 @@ std::pair<bool, const glm::vec4*> Camera::getProjCoords()
                                        , {-1, 1,-1,1}
                                        , {-1,-1, 1,1}
                                        , {-1,-1,-1,1}};
-        // Цикл по типовым точкам
-        for (int i = 0; i < 8; i++)
+        
+        for (int cascade = 0; cascade < CAMERA_CASCADE_COUNT; cascade++)
         {
-            coords[i] = inv * typical_points[i];
-            coords[i] /= coords[i].w; // Переход от гомогенных координат к обычным
+            glm::mat4 inv = glm::inverse(cascade_proj[cascade] * getView());
+            // Цикл по типовым точкам
+            for (int i = 0; i < 8; i++)
+            {
+                coords[cascade][i] = inv * typical_points[i];
+                coords[cascade][i] /= coords[cascade][i].w;
+            } 
         }
 
         requiredRecalcCoords = false; // Сбрасываем флаг