Освещение с учетом каскадных теней

shaders/lighting.frag

@@ -27,14 +27,16 @@ layout(std140, binding = 3) uniform Sun
 {
     vec3 direction;
     vec3 color;
-    mat4 vp;
+    mat4 vp[4];
 } sun;
 
+uniform float camera_cascade_distances[4]; // Размер массива должен соответствовать количеству каскадов
+
 uniform sampler2D gPosition;
 uniform sampler2D gNormal;
 uniform sampler2D gDiffuseP;
 uniform sampler2D gAmbientSpecular;
-uniform sampler2D sunShadowDepth;
+uniform sampler2DArray sunShadowDepth;
 
 out vec4 color; 
 
@@ -60,10 +62,18 @@ void main()
     float intensity; // Интенсивность для прожектора
     vec3 fragPosLightSpace; // Фрагмент в пространстве источника
     float shadowValue; // Значение затененности
-    vec2 texelSize = 1.0 / textureSize(sunShadowDepth, 0); // Размер текселя текстуры теней
+    vec2 texelSize = 1.0 / textureSize(sunShadowDepth, 0).xy; // Размер текселя текстуры теней
     int x, y; // Счетчик для PCF
     float pcfDepth; // Глубина PCF
 
+    vec4 fragPosCamSpace = camera.view * vec4(fragPos, 1); // Фрагмент в пространстве камеры
+    int cascade_index; // Индекс текущего каскада для вычисления теней
+
+    // Определение индекса каскада в который попадает фрагмент (цикл на 1 меньше чем кол-во каскадов)
+    for (cascade_index = 0; cascade_index < 3; cascade_index++)
+        if (abs(fragPosCamSpace.z) < camera_cascade_distances[cascade_index])
+            break;
+
     // Фоновая освещенность
     color = vec4(ka, 1);
     
@@ -71,7 +81,7 @@ void main()
     if (length(sun.color) > 0)
     {
         // Расположение фрагмента в координатах теневой карты
-        fragPosLightSpace = (sun.vp * vec4(fragPos, 1.0)).xyz;
+        fragPosLightSpace = (sun.vp[cascade_index] * vec4(fragPos, 1.0)).xyz;
         // Переход от [-1;1] к [0;1]
         fragPosLightSpace = (fragPosLightSpace + vec3(1.0)) / 2;
         // Сдвиг для решения проблемы акне
@@ -82,7 +92,7 @@ void main()
         {
             for(y = -1; y <= 1; ++y)
             {
-                pcfDepth = texture(sunShadowDepth, fragPosLightSpace.xy + vec2(x, y) * texelSize).r; 
+                pcfDepth = texture(sunShadowDepth, vec3(fragPosLightSpace.xy + vec2(x, y) * texelSize, cascade_index)).r;
                 shadowValue += fragPosLightSpace.z > pcfDepth  ? 1.0 : 0.0;        
             }
         }

src/main.cpp

@@ -182,6 +182,8 @@ int main(void)
     lightShader.link();
     const char* gtextures_shader_names[]  = {"gPosition", "gNormal", "gDiffuseP", "gAmbientSpecular", "sunShadowDepth"};
     lightShader.bindTextures(gtextures_shader_names, sizeof(gtextures_shader_names)/sizeof(const char*));
+    // Загрузка данных о границах каскадов
+    glUniform1fv(lightShader.getUniformLoc("camera_cascade_distances"), CAMERA_CASCADE_COUNT, &camera_cascade_distances[1]);
 
     glm::vec3 quadVertices[] = { {-1.0f,  1.0f, 0.0f}
                                , {-1.0f, -1.0f, 0.0f}
@@ -216,6 +218,8 @@ int main(void)
     ShaderProgram sunShadowShader;
     // Загрузим шейдер
     sunShadowShader.load(GL_VERTEX_SHADER, "shaders/sun_shadow.vert");
+    sunShadowShader.load(GL_GEOMETRY_SHADER, "shaders/sun_shadow.geom");
+    sunShadowShader.load(GL_FRAGMENT_SHADER, "shaders/empty.frag");
     sunShadowShader.link();
     
     // Модель прямоугольника