본 논문에서는 Cascaded Shadow Maps(CSMs)의 경계문제를 해결한 Variance-blended Cascaded Shadow Maps(VbCSMs)를 제안한다. VbCSMs는 CSMs의 그림자 맵 생성방법을 그대로 사용하였다. 시각 절두체를 거리에 따라 분할하고 분할된 절두체 마다 각각의 그립 자 랩을 생성한다. 앞에서 생성한 그림자 맴들 중에 절두체의 경계부분에서 인접한 그림자 뱀을 이용하여 분산을 각각 계산한 후 거리에 따라 혼합하여 계산된 값을 이용한 Variance Shadow Maps(VSM)의 필터링의 분산으로 적용함으로써 절두체의 경계부분에서의 자연스러운 그림자를 구현하였다. 또한 시점과 광원의 방향에 상관없이 일정한 혼합영역을 확보하기 위해서 Light Space Cascaded Shadow Maps(LiSCSMs)의 최소경계영역(minimum bounding sphere)을 사용하여 광원의 절두체를 생성하였다. VbCSMs을 사용하여 CSMs의 경계부분에서의 부드럽지 않은 그림자 문제를 해결하였고, 특히 시점이 앞뒤로 움직이는 상황에서의 시각적으로 자연스러운 화면을 구현하였다. 또한 CSMs의 경계문제를 완전히 해결할 수 있음에도 불구하고 CSMs와 VSM을 그대로 이용한 알고리즘에 비해 큰 성능저하가 생기지 않는다는 것을 확인하였다.
In this paper, we introduce Variance-blended Cascaded Shadow Maps(VbCSMs) algorithm to address the seam problem. The algorithm uses the method for creating shadow maps in Cascade Shadow Maps(CSMs) and Variance Shadow Maps(VSM). It splits view frustum depending on distance from view point and creates shadow maps for each frustum. Then, the mean and means squared of a distribution of depths are stored in each shadow map. When shadows are calculated, we uses a variance for VSM which is blended according to relative position in blending area for a soft shadow. This idea helps solve the seam problem effectively. In addition, light frustums are created by minimum bounding sphere in Light Space Cascaded Shadow Maps(LiSCSMs) to retain a fixed range of blending area regardless of view direction and light direction. Consequentially, VbCSMs solves the seam problem in CSMs especially in the case of dynamic scene. Although the algorithm completely removes the seam problem, it maintain real-time rendering performance.
