Broncode Doom 3 BFG Edition verschijnt op Github

Creative's depth fail stencil shadow rendering is een van de belachelijkste patenten ooit.

Stencil shadows werken door het schaduw-volume van een object te renderen naar de stencil buffer. Een object werkt namelijk een schaduw op een ander object als zijn schaduw volume snijdt met dat obstakel. Een schaduwvolume is simpelweg het gehele volume dat achter een object zit, gezien vanuit de lichtbron.

Voor alle schaduw volume polygonen die naar de camera toe zijn gericht (frontfacing, dus die je van de voorkant kan zien) tel je 1 op bijde waarde in de stencilbuffer, en voor alle polygonen die van de camera af zijn gericht (backfacing) trek je er 1 af. Alle pixels die hierna geen 0 in de stencilbuffer hebben vallen in de schaduw. Het principe erachter is dat als het schaduw-volume een obstakel raakt, je alleen de voorkant van het volume kan zien omdat de achterkant wordt geclipped door de z-waardes van het obstakel in de depth buffer.

Deze techniek heeft echter een groot nadeel - als de camera zich ín het schaduw-volume bevindt, dan zijn álle polygonen backfacing, met als resultaat dat alle waarden in de stencilbuffer ongelijk zijn aan 0 als je die polygonen kunt zien en zou je denken dat alles in de schaduw ligt. Hier hebben Carmack en mensen bij Creative (William Bilodeau en Michael Songy) onafhankelijk van elkaar een vrij simpele oplossing voor gevonden. Iets dat iedereen kan bedenken als je het probleem een beetje aandachtig bekijkt.

Het probleem is namelijk:

• schaduw volume polygonen die wel zichtbaar zijn geven schaduw terwijl ze dat niet moeten doen
• schaduw volume polygonen die niet zichtbaar zijn geven geen schaduw terwijl ze dat wel moeten doen.

Ok, we willen dus schaduw voor de delen die níet zichtbaar zijn. Well, Einstein, als we dan gewoon eens de depth test omdraaien! Dus alleen als schaduw volume polygonen tekenen als de depth test faalt, oftewel, als de polygonen áchter andere polygonen liggen.

Een volume dat volledig zichtbaar is zal hierdoor helemaal niet renderen (resultaat 0 in de stencilbuffer). Voor een volume dat voor de helft zichtbaar is omdat hij een obstakel raakt zal alleen het gedeelte dat zich achter het obstakel bevindt worden gerenderd (resultaat ongelijk aan 0 in stencilbuffer). En voor een volume dat geheel achter een obstakel zit zullen zowel frontfacing (+1) als backfacing (-1) polygonen renderen waardoor het resultaat alsnog 0 is.

Simpele oplossing dus. Maar slim als ze zijn hebben Bilodeau en Songy het snel gepatenteerd, nog voordat Carmack erover gepubliceerd had, met als resutlaat een enorme rem op de innovatie op basis van iets dat iedereen met 3 hersencellen ook wel zelf kan bedenken.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op dinsdag 27 november 2012 12:20]