Chapter 31: Shadowing Techniques
阴影把光照从“表面如何反射光”推进到“光线是否到达表面”。读完本章，读者应能追踪一个像素从相机视角进入片段着色器后，如何被转换到光源视角，如何与光源深度图比较，如何得到阴影系数，并能根据画面伪影判断问题来自投影、深度精度、过滤、级联选择还是几何体闭合性。
本章贯穿一个固定场景：一个方向光照亮地面、墙体和一个移动角色。相机贴近地面观察角色脚下的接触阴影，远处有建筑投影，角色在镜头中移动时阴影边缘会出现锯齿、闪烁、自阴影条纹和阴影漂移。这个场景覆盖实时渲染中最常见的阴影问题：可见性测试、shadow map pass、接收面深度比较、PCF 过滤、级联阴影和 shadow volume 的 stencil 路径。
阴影技术的主问题可以压缩成一句话：同一个世界空间点，从相机看是当前像素，从光源看是否被遮挡。Shadow Mapping 通过“光源视角深度图 + 接收面深度比较”回答这个问题；Shadow Volumes 通过“遮挡体积 + stencil 计数”回答这个问题。两者都在实时管线中使用现有的 rasterization、depth buffer、stencil buffer 和 shader 资源，只是把可见性判断放到了不同的数据结构中。
本章会把阴影结果拆成四层证据：第一层是视觉结果，例如边缘锯齿、Peter Panning、shadow acne、cascade seam；第二层是 shader 输入，例如 world position、normal、light matrix、comparison depth；第三层是 API 和资源状态，例如 depth texture、sampler comparison、stencil op、viewport、bias；第四层是 GPU 成本，例如额外 pass、深度写入、PCF 多次采样、级联数量和填充压力。
31.1 阴影生成的基本问题与需求
阴影生成的核心对象是“光照可见性”。对一个接收阴影的片段，局部光照模型已经知道法线、光照方向和材质参数；阴影项再给出一个权重，表示来自该光源的直接光是否抵达该点。最常见的实时表达是把直接光乘以 shadowFactor：值接近 1 表示接收光照，值接近 0 表示被遮挡，边界区域可以通过过滤得到中间值。
在贯穿场景中，角色脚下的接触阴影来自同一个判断：地面上的某个像素在相机视角可见，同时从方向光视角看，角色鞋底或腿部可能挡住了这条光路。渲染器需要对这个像素回答三个问题：该像素的世界空间位置是什么；这个位置投影到光源视角后对应 shadow map 的哪个 texel；该位置的光源深度是否大于 shadow map 中已记录的最近深度。
这个判断天然分成两个 pass。第一个 pass 从光源视角渲染投影阴影的物体，只写深度，输出一张 shadow map。第二个 pass 从相机视角渲染正常画面，在片段着色器中把当前像素位置转换到 light clip space，再完成深度比较。Lance Williams 在早期 shadow mapping 工作中使用“从光源视角保存深度，再投影回场景比较”的思路，现代实时引擎仍沿用这个主链路；Microsoft 的 Cascaded Shadow Maps 文档也把 CSM 拆成分割视锥、计算每段光源正交投影、渲染每段 shadow map、场景渲染时选择并采样级联这几个阶段。
下面的流程图只描述 directional light 的 shadow mapping 主路径。点光和聚光的投影形态会变化，深度比较这个核心动作保持一致。
图中最关键的路径是 Depth Texture 到 Shadow Factor。shadow map 记录的是光源能看到的最近表面深度；相机 pass 中的当前片段如果在光源视角落到同一个 texel，却具有更远的深度，就说明它处在遮挡物之后。这个比较只依赖光源视角的几何可见性，和相机当前能否看到遮挡物没有直接关系。
阴影质量需求可以分为四类。第一类是空间精度，shadow map 的 texel 必须覆盖接收面上的足够小区域，否则远处建筑边缘或近处脚底阴影会出现块状锯齿。第二类是深度精度，当前片段深度和 shadow map 深度必须能稳定区分，否则同一表面会产生条纹状自阴影。第三类是时间稳定性，相机或光源轻微移动时，shadow texel 对世界空间的覆盖区域要稳定，否则边缘会闪烁。第四类是视觉过滤，硬边界在很多材质和光源尺寸下显得突兀，PCF、VSM 或接触阴影可以让过渡更可控。
一次阴影问题排查应先把画面症状映射回这四类需求。锯齿通常指向空间精度或过滤；斑驳条纹通常指向深度 bias 或法线斜率；角色脚底阴影悬空通常指向 bias 过大；远近切换出现亮暗线通常指向 cascade split、级联选择或级联混合；角色移动时阴影局部缺失通常指向 shadow caster 列表、skinning 深度 pass、裁剪范围或深度格式。
一个最小 shader 结构可以把阴影项的位置固定下来。这里的代码展示关系，不绑定某个 API 的精确语法。
float3 worldPosition = input.worldPosition;
float3 normalWs = normalize(input.normalWs);
float3 lightDirWs = normalize(gDirectionalLight.directionWs);
float4 lightClip = mul(float4(worldPosition, 1.0), gLightViewProj);
float3 shadowCoord = lightClip.xyz / lightClip.w;
shadowCoord.xy = shadowCoord.xy * 0.5 + 0.5;
float ndotl = saturate(dot(normalWs, -lightDirWs));
float shadowFactor = SampleShadowMap(shadowCoord);
float3 directLight = gDirectionalLight.color * ndotl * shadowFactor;
这段代码证明阴影项位于直接光贡献路径上。worldPosition 是接收面材料计算的一部分，gLightViewProj 把它映射到光源裁剪空间，SampleShadowMap 输出可见性权重。后续小节的 shadow map、PCF、CSM、bias 都是在稳定这个 shadowFactor。
31.2 阴影映射（Shadow Mapping）原理与实现
Shadow Mapping 的工作定义是：用一张或多张从光源视角渲染得到的深度纹理表示光源可见表面，再在相机视角对接收面做深度比较。它解决的是实时 rasterization 管线中“无需追踪真实光线也能得到投影阴影”的问题，适用于三角形场景、可栅格化遮挡物和直接光阴影；它的边界是精度受纹理分辨率、投影范围、深度格式和过滤方式约束。
在贯穿场景中，方向光的 shadow map pass 通常使用正交投影。渲染器先确定相机可见区域中需要阴影覆盖的范围，再把这些点包围到光源空间下的正交盒。角色、墙体和建筑作为 shadow caster 写入 depth texture；地面作为 shadow receiver 在相机 pass 中采样这张 depth texture。对聚光灯，light projection 会更接近相机透视投影；对点光源，常见实现会使用 cubemap shadow 或多视图深度。
实现 Shadow Mapping 时，CPU 侧要构建资源和状态，GPU 侧要执行两个管线阶段。CPU 侧的关键对象包括 depth texture、depth view、sampler comparison、light matrix、shadow caster draw list 和可选的 cascade 参数。GPU 侧的第一个阶段只需要 vertex processing、rasterization 和 depth test，通常关闭颜色输出；第二个阶段在 pixel shader 中完成投影坐标和比较采样。OpenGL、Vulkan、Direct3D、Metal 的对象名字不同，数据关系相同：一张可作为 depth attachment 写入、随后作为 sampled texture 读取的深度资源，需要在两个 pass 之间完成可见的状态转换或隐式同步。
shadow map pass 的关键不是“画出阴影”，而是把光源能看到的最近深度写入纹理。深度 pass 的 vertex shader 可以只输出 light clip position，pixel shader 可以为空或极简；alpha cutout 材质需要在深度 pass 中执行相同的透明裁剪逻辑，否则树叶、铁丝网、头发卡片会把整块面写进阴影图。skinned mesh 和 morph target 也需要在 shadow pass 中执行一致的顶点变形，否则角色彩色 pass 的位置和 shadow pass 的位置会错开。
下面的伪代码把一个 frame 中的阴影资源生命周期展开成可检查顺序。
// 简化伪代码：展示 frame 内 shadow map 的生产和消费关系。
BeginPass(shadowMapPass);
SetViewport(shadowMapResolution, shadowMapResolution);
SetDepthTarget(shadowDepthTexture);
SetColorTargets(nullptr);
SetPipeline(shadowDepthOnlyPipeline);
SetMatrix(lightViewProjection);
DrawShadowCasters(scene.shadowCasterList);
EndPass();
Transition(shadowDepthTexture, DepthWrite, ShaderRead);
BeginPass(cameraLightingPass);
SetRenderTarget(hdrColorTarget);
SetDepthTarget(cameraDepthBuffer);
SetPipeline(litMaterialPipeline);
BindTexture("uShadowMap", shadowDepthTexture);
BindSampler("uShadowSampler", comparisonSampler);
BindMatrix("uLightViewProjection", lightViewProjection);
DrawVisibleReceivers(scene.cameraVisibleList);
EndPass();
这段代码回答两个工程问题。第一，shadow map 是 camera lighting pass 的输入纹理，因此 pass 顺序和资源状态必须让深度写入结果对后续 shader 可见。第二，shadow caster list 与 camera visible list 可以不同；屏幕外的高楼可能仍然投下可见阴影，角色的某个武器可能需要投影但当前相机只看到它的影子。
深度比较的核心公式可以写成行内形式：如果 receiverDepth - bias > storedDepth，当前片段处于阴影中；否则接收光照。receiverDepth 来自当前片段的 light space 坐标，storedDepth 来自 shadow map 采样结果，bias 用来抵消同一表面在光源深度图和相机片段计算之间的数值差异。比较方向和 NDC 深度范围会随 API 约定变化，例如 Direct3D 常用 0 到 1 的深度范围，OpenGL 传统裁剪空间是 -1 到 1，Vulkan 采用 0 到 1 的深度范围；工程中应把这一步集中封装，统一检查坐标映射。
Percentage Closer Filtering（PCF）的工作方式是对多个邻近 texel 分别执行深度比较，再平均这些通过/失败结果。它过滤的是“比较结果”，不是直接模糊 depth value。NVIDIA 的 Shadow Map Antialiasing 和 Microsoft 的 CSM 文档都围绕 PCF 讨论过多次比较采样如何缓解边缘锯齿。PCF 核越大，边缘越柔，但 texture fetch、比较采样和 bias 问题都会放大。
一个可迁移的 PCF 采样函数可以写成下面的形式。它保留了最小必要输入：投影后的 shadow coordinate、比较深度、texel size 和 bias。
float SampleShadowMap(float3 shadowCoord)
{
if (shadowCoord.x < 0.0 || shadowCoord.x > 1.0 ||
shadowCoord.y < 0.0 || shadowCoord.y > 1.0)
{
return 1.0;
}
float comparisonDepth = shadowCoord.z - gShadowBias;
float2 texelSize = gShadowTexelSize;
float sum = 0.0;
[unroll]
for (int y = -1; y <= 1; ++y)
{
[unroll]
for (int x = -1; x <= 1; ++x)
{
float2 uv = shadowCoord.xy + float2(x, y) * texelSize;
sum += gShadowMap.SampleCmpLevelZero(gShadowSampler, uv, comparisonDepth);
}
}
return sum / 9.0;
}
这个示例的边界很明确。它适合说明 PCF 如何产生软化边缘，不能推出大型项目应固定使用 3 × 3 核。移动端 tile-based GPU、桌面高端 GPU、VR 双眼渲染和大规模开放世界的预算不同，PCF 核大小、采样模式、级联数量和接触阴影方案都需要按 frame budget 决定。
Cascaded Shadow Map（CSM）的工作定义是：把相机视锥按深度分成多个区间，每个区间使用一张更贴合该区间的方向光 shadow map。它解决近处像素需要更高 shadow texel 密度、远处区域又需要大范围覆盖的矛盾。Microsoft 文档把 CSM 步骤列为分割视锥、为每个 subfrustum 计算正交投影、渲染每段 shadow map、在场景渲染中选择并采样对应 cascade；NVIDIA 的 Parallel-Split Shadow Maps 也围绕类似分割思想组织方向光阴影。
在贯穿场景中，角色脚下的接触阴影应该落入近级联，远处建筑阴影落入远级联。近级联覆盖范围小、texel 密度高，能保留脚底边缘；远级联覆盖范围大、texel 密度低，保证建筑投影不断开。cascade split 的选择影响画面稳定性：split 过少会让近处锯齿明显，split 过多会增加深度 pass 次数、内存占用和采样选择成本。
CSM 的 shader 选择逻辑通常有两类。基于 view depth 的选择用相机空间深度直接定位 cascade index，速度稳定，适合固定 split；基于 shadow coordinate bounds 的选择测试像素是否落入某个 cascade 的 UV 范围，能更充分利用贴合后的投影范围，但 shader 分支和循环更多。实际工程中常把 split、cascade matrix、cascade scale/offset 和 blend band 放入 uniform buffer，让材质 shader 以同一套函数访问阴影。
31.3 阴影体积（Shadow Volumes）与 Z 缓冲的关系
Shadow Volumes 的工作定义是：从遮挡物相对光源的轮廓边延伸出一个体积区域，再用 stencil buffer 判断相机可见像素是否位于该体积内。它解决的是“几何上精确表达硬阴影边界”的问题，适用于封闭网格、硬阴影和需要像素级边界稳定性的场景；它的主要成本来自额外几何体、stencil pass 和填充压力。
在贯穿场景中，角色遮挡方向光时，角色模型相对光源会形成一圈 silhouette edge。把这些边沿光照反方向拉伸，可以得到一个包围阴影区域的几何体。相机 pass 先正常写入 depth buffer；shadow volume pass 再渲染这个体积的正面和背面，用 depth test 与 stencil increment/decrement 记录视线穿过阴影体的次数。最后的 lighting pass 或 fullscreen pass 根据 stencil 值决定哪些像素处在阴影中。
Shadow Volumes 与 Z 缓冲的关系在于：stencil 更新只在 volume polygon 与已有场景深度发生特定关系时执行。Z-pass 方法在 shadow volume 面通过深度测试时更新 stencil，适合相机位于阴影体外且没有近裁剪破坏体积的情况。Z-fail 方法在 shadow volume 面深度测试失败时更新 stencil，也被称为 Carmack's Reverse，能处理相机进入阴影体或近裁剪截断 volume 的场景，但要求体积封闭，远端盖面和近端裁剪条件要处理稳定。Everitt 和 Kilgard 的 Practical and Robust Stenciled Shadow Volumes 讨论了 z-fail、无限远投影、depth clamp 和双面 stencil 对鲁棒性的影响。
下面的流程图展示 shadow volume 路径和 shadow map 路径的差异。二者都依赖 depth buffer，但前者把阴影判断写入 stencil，后者把光源可见性写入 depth texture。
Z-pass 的典型 stencil 规则可以表达为：渲染 shadow volume 正面时 increment，渲染背面时 decrement，最终 stencil 非零表示视线穿过遮挡体后落入阴影。Z-fail 的更新方向相反：深度测试失败的正面 decrement，背面 increment。不同 API 对 front face、back face、depth fail、stencil fail 和 depth pass 的状态命名不同，工程判断应围绕“视线从相机到当前 depth surface 穿过 volume 边界的奇偶关系或计数关系”展开。
Shadow Volumes 对网格提出了更强约束。silhouette edge 要从相邻三角形的光照朝向变化中生成，开洞、非流形边、错误法线和未闭合体都会导致 volume 漏光。对角色这种 skinned mesh，silhouette 需要在变形后计算或用保守网格近似；对 alpha cutout 物体，几何体积很难表达纹理遮挡细节。Shadow Mapping 在这些对象上更灵活，因为它直接栅格化材质深度，但边界精度受 shadow map 分辨率约束。
Shadow Volumes 的优势是硬边界可以非常稳定，和 shadow map texel 密度无关。缺点是软阴影难以自然获得，场景几何越复杂，extruded volume 和 stencil fill cost 越高；当相机近距离看大量投影体积时，stencil pass 可能消耗大量像素带宽。现代实时引擎更常把 Shadow Mapping 作为主方案，把 stencil shadow volume 保留给特殊硬阴影、调试或风格化场景。
对比两条路径时，使用同一组维度更可靠。Shadow Mapping 的输入是光源视角深度图，输出是 shader 中的 shadowFactor；Shadow Volumes 的输入是遮挡物轮廓体积，输出是 stencil mask。Shadow Mapping 的典型伪影是 acne、Peter Panning、锯齿、闪烁和级联接缝；Shadow Volumes 的典型失败是体积未闭合、裁剪破坏、stencil 状态错误和 fill cost 过高。Shadow Mapping 更依赖纹理分辨率和 bias，Shadow Volumes 更依赖几何拓扑和 depth/stencil 状态。
31.4 减少阴影伪影与提升精度
阴影伪影的排查应从可见症状进入资源路径。画面中出现黑色条纹时，先检查 depth bias 和 slope bias；阴影离物体脚底产生间隙时，检查 bias 是否过大、shadow caster 是否使用背面写入、法线偏移是否过强；边缘块状锯齿时，检查 shadow texel density、PCF 核、级联覆盖范围；相机移动时边缘闪烁时，检查 light projection 是否做 texel snapping；级联边界出现亮线时，检查 split、blend band、级联矩阵和过滤半径。
Shadow acne 的成因是接收面和投影到 shadow map 的同一表面在数值上无法保持完全一致。斜坡、低分辨率 shadow map、深度量化、浮点误差和光源投影矩阵都会让 receiverDepth 与 storedDepth 出现微小差异。稳定处理顺序是先收紧 light near/far 和正交投影范围，提高深度有效精度；再设置常量 depth bias；再按表面与光线夹角增加 slope-scaled bias；最后评估法线偏移或 receiver plane depth bias。
Peter Panning 的成因通常是 bias 把阴影从遮挡物下方向远处推开。角色脚底阴影悬空时，画面上会看到鞋底与地面阴影之间有亮边。处理它的顺序应与 acne 相反：先确认 shadow caster 深度 pass 使用了正确变形和缩放；再减小常量 bias；再把 slope bias 限制在高倾角表面；然后使用 contact shadow、屏幕空间短距离遮挡或更高分辨率近级联补足接触区域。接触阴影解决的是近距离视觉粘连感，不能替代方向光远距离投影。
Texel snapping 解决的是时间稳定性。方向光 shadow map 的正交投影如果每帧跟随相机连续移动，世界空间中的同一个点会落入不同 shadow texel，边缘随相机轻微移动而闪烁。常见做法是把 light-space projection center 对齐到 shadow map 的 texel 尺寸：先计算当前级联在 light space 的包围盒，再把中心或偏移量量化到 worldUnitsPerTexel 的整数倍。这样牺牲少量贴合精度，换取相机移动时阴影采样格稳定。
Cascade split 和 cascade blending 解决的是覆盖范围与分辨率的冲突。近级联应覆盖角色、地面接触阴影和相机附近主要交互区域；中远级联覆盖建筑、山体和大面积投影。固定 split 在多数游戏相机中更稳定，动态 split 可以更贴合当前视锥，但容易引入边缘跳变。级联交界处使用一段 blend band，同时对相邻两级执行阴影采样并线性混合，可以压低分辨率差异造成的接缝。
Filtering 的作用是控制边缘过渡。3 × 3 PCF 可以明显减轻硬锯齿，旋转 Poisson disk 或 blue noise 分布可以用较少采样营造更自然的边界，temporal accumulation 可以摊薄单帧噪声。过滤半径应和阴影空间尺度绑定：同样的 5 texel 半径，在近级联是小范围柔化，在远级联可能变成大面积糊边。大核 PCF 还会放大 bias 问题，因为相邻 texel 对应不同接收面位置；Microsoft CSM 文档在 PCF 与 depth bias 部分专门指出，较大过滤核会让邻近 texel 深度与当前片段深度的对应关系变弱。
精度提升还要控制 shadow map 的 light-space 包围盒。方向光场景中，正交盒覆盖范围越大，单个 texel 对应的世界空间面积越大；near/far 范围越松，深度缓冲有效精度越低。对贯穿场景，近级联的正交盒应围绕相机近处视锥段和可能投影到其中的 caster 扩展；远级联可以牺牲部分边缘精度换取覆盖范围。caster 的裁剪范围要包含屏幕外投影来源，例如镜头外的高墙可以把阴影投到当前地面。
下面给出一条可复用的阴影伪影排查顺序。它适合 shadow mapping 主路径，且能与 RenderDoc、Nsight、Xcode GPU tools 或引擎自带 capture 面板配合使用；工具只提供证据，判断仍围绕资源和管线关系完成。
- 固定相机和光源，关闭 TAA、动态分辨率和随机采样，确认伪影是否来自阴影本身。
- 显示 shadow map 深度图，检查 caster 是否写入、skinned mesh 是否变形一致、alpha cutout 是否执行裁剪。
- 显示 light-space UV 和 cascade index，确认接收面坐标是否落在预期级联和有效范围。
- 显示 raw shadow test，不使用 PCF，确认问题来自深度比较还是过滤半径。
- 调整 constant bias 和 slope bias，观察 acne 与 Peter Panning 的变化方向。
- 锁定级联矩阵并开启 texel snapping，观察相机移动时边缘是否稳定。
- 分别增加 shadow resolution、缩小 light projection、调整 split，判断问题受空间精度还是深度精度主导。
- 恢复 PCF、cascade blend 和 temporal filter，检查最终画面与性能预算。
这条顺序的价值在于它先隔离变量，再改变单一参数。若 raw shadow test 已经错误，过滤只会把错误扩散；若 raw test 正确但 PCF 后出现光漏，重点应放到过滤核、比较深度和 bias；若静态画面正确但移动闪烁，重点应放到 projection snapping、cascade split 稳定性和 temporal filter。
阴影优化的最终判断要同时看画面和成本。增加级联数量会提高覆盖精度，同时增加 shadow pass draw 次数、depth bandwidth 和 shader 中的选择开销。提高分辨率会降低锯齿，同时增加显存、深度写入和采样成本。扩大 PCF 核会改善边缘，同时增加 texture fetch 和 bias 难度。缩小 light projection 会提高 texel density，同时可能裁掉屏幕外 caster。稳定方案通常来自一组受控取舍：近处高精度、中远处稳定覆盖、过滤半径受限、bias 按材质和坡度调节、特殊接触区域使用额外短距离技术补足。
最小自检任务
给定一个方向光场景：角色站在地面上，使用 2048 × 2048 的单张 shadow map。画面中角色脚底附近有黑色条纹，稍微增大 bias 后条纹消失，但脚底阴影与鞋底之间出现明显亮缝；相机向前移动时，远处建筑阴影边缘还会闪烁。请判断这些现象分别指向阴影管线中的哪些阶段，并给出一条排查顺序。
答案要点
黑色条纹首先指向 shadow map 深度比较阶段的 shadow acne，重点检查 receiverDepth、storedDepth、constant bias、slope bias、light near/far 和正交投影范围。增大 bias 后出现脚底亮缝，说明 Peter Panning 开始占主导，应减小全局 bias，把偏移更多交给 slope bias、receiver plane bias 或接触阴影补足，并确认角色在 shadow pass 中使用了与 camera pass 一致的 skinning 和缩放。
远处建筑阴影边缘闪烁更可能来自 shadow texel 覆盖不稳定或 texel density 不足。单张 2048 × 2048 shadow map 同时覆盖近处角色和远处建筑时，方向光正交投影范围往往过大；相机移动会让世界空间点落入不同 texel。排查顺序是先关闭 PCF 和 temporal filter，查看 raw shadow test；再显示 shadow map 和 light-space UV；然后收紧 light projection，启用 texel snapping；最后把单张 shadow map 改成 CSM，用近级联服务角色脚底，用远级联服务建筑投影，并在级联边界加入 blend band。
本章知识点总结
- 可见性：阴影项回答当前片段从光源视角是否被遮挡，并作为直接光贡献的权重进入光照模型。
- 双 Pass：Shadow Mapping 先从光源视角写入深度纹理，再从相机视角投影接收面并比较深度。
- 深度比较：
receiverDepth、storedDepth和bias共同决定片段是否处于阴影中。 - 资源状态：shadow depth texture 在一个 pass 中作为深度目标写入，在后续 pass 中作为 shader 采样输入读取。
- PCF：PCF 对多个邻近 texel 分别执行深度比较并平均结果，用比较结果过滤阴影边缘。
- CSM：级联阴影把相机视锥分段，为近处区域提供更高 texel density，为远处区域保留覆盖范围。
- Volume：Shadow Volumes 使用遮挡物轮廓延伸出的体积和 stencil 计数判断像素是否位于阴影区域。
- Stencil：Z-pass 和 Z-fail 的差异来自 stencil 更新发生在 depth pass 还是 depth fail 路径上。
- Acne：shadow acne 多来自同一表面深度比较的数值不一致，处理顺序应从投影范围和深度精度开始。
- Peter Panning：Peter Panning 通常说明 bias 过大或偏移策略过粗，接触区域需要更精细的近距离方案。
- Snapping：texel snapping 把方向光投影对齐到 shadow texel 网格，降低相机移动造成的阴影闪烁。
- Split：cascade split 决定近处精度和远处覆盖的取舍，级联混合负责压低交界处接缝。
- 过滤成本：更大的 PCF 核会增加采样成本，并放大 bias 与邻近 texel 深度不匹配的问题。
- 排查顺序：稳定排查应先隔离 raw shadow test，再检查坐标、caster、bias、projection、级联和过滤。
- 工程取舍：阴影质量来自分辨率、覆盖范围、深度精度、时间稳定性、过滤半径和 frame budget 的共同约束。