由影而生：NVIDIA如何帮助在《侠盗5》中投下更多逼真的阴影

侠盗飞车5的虚拟世界里什么都有。充满战斗和阴谋的逼真城市社区。到处都是野生动物的广阔森林和峡谷。甚至还有身临其境的海底环境供你探索。这生动地说明，在数字王国建设方面，没有人能与侠盗飞车5开发商RockstarGames竞争。

这是一个很好的案例研究，我们称NVIDIA百分比接近软阴影(PCSS)的技术如何在虚拟世界中增加细微的差异和真实性。

PCSS是我们NVIDIAGameWorks开发人员工具库的一部分，可以帮助游戏开发人员轻松在游戏中添加逼真的阴影。阴影对于创造一个更真实的世界至关重要，因为人脑可以有意识地、无意识地感知图片中的细微差异。

其工作原理如下：

事实上，阴影离投射阴影的物体越近，就越精细。相反，阴影离投射阴影的物体越远，就越分散或柔软。

NVIDIAPCSS模拟了这一点。随着阴影与放置阴影的物体之间距离的增加，阴影逐渐变得柔和。PCSS还将减少阴影边缘的明显锯齿状线条。此外，PCSS还可以使用阴影缓冲来处理角色重影，以消除双重黑暗部分。此外，由于PCSS由DirectX11支持，它可以在支持DX11的GPU上运行。

以下来自侠盗车5(GTAV)的图片显示了这一优势。左边摩托车的阴影很细，因为阴影离摩托车很近。只有少量的漫射。相比之下，棕榈树的阴影随着棕榈树阴影距离的增加而变得更加分散。

下面是另一个例子。树干的阴影在根部很尖锐，但当你沿着阴影看到树冠时，你会发现阴影变得越来越柔和。

现在比较一下我们校园里真正的阴影(下图)。树干的阴影在根部非常尖锐，但当你沿着阴影看到树冠时，你会发现阴影变得越来越柔软。

当阴影变得更加复杂时，PCSS只会做得更好。

你以前一定在下面的运河风景中看到过人行道上的阴影。树叶和四肢重叠，阻挡了大部分光线。光线通过树冠中的缝隙。如果渲染时距离考虑不好，就会产生不真实的阴影。

让我们看看另一个复杂的场景。下面的骑士5(GTAV)屏幕截图几乎和一张照片一样。请注意摩天轮的PCSS阴影是如何随距离变软的。请注意过山车轨道的阴影是如何随着轨道的上升而变软的。

PCSS应用的结果不仅仅是产生一个完美的屏幕截图。这是一个没有扭曲阴影和印刷阴影的视觉世界，提醒玩家这只是一个视频游戏。软阴影将提供有价值的空间关系线索，帮助用户直观地理解他们在一个精心构建的世界中。