An Improved PCF Technique for The Generation of Shadows

Shadows are important elements for realistic rendering of the 3D scene. We cannot recognize the distance of objects in the 3D scene without shadows. Two methods, image-based medthods and object-based methods, are largely used for the rendering of shadows. Object based methods can generate accurate shadow boundaries. However, it cannot be used to generate the realtime shadows because the time complexity defends on the complexity of the 3D scene. Image based methods which are techniques to generate shadows are widely used because of fast calculation time. However, this algorithm has aliasing problems. PCF is a method to solve the aliasing problem. Using PCF technique, antialiased shadow boundaries can be generated. However, PCF with large filter size requires more time to calculate antialiased shadow boundaries. This paper proposes an improved PCF technique which generates antialiased shadow boundaries similar to that of PCF. Compared with PCF, this technique can generate antialiased shadows in less time.

그림자생성을 위한 개선된 PCF 기법

그림자는 사실적인 3차원 장면의 렌더링에 없어서는 안되는 중요한 요소다. 3차원 장면에서 그림자로 인해 물체 사이의 거리를 파악할 수 있고 3차원 효과를 보일 수 있다. 그림자를 생성하는 방법은 크게 이미지 기반 방법(Image Based Method)과 물체 기반 방법(Object Based Method)으로 구분된다. 물체 기반 방법은 정확한 그림자를 계산하는 것이 가능하지만 계산 속도가 장면의 복잡도에 의존하기 때문에 실시간 그림자 생성에는 적합하지 않다. 물체 기반 방법과는 달리 이미지 기반 방법은 그림자 계산 속도가 장면의 복잡도에 의존하지 않기 때문에 빠른 속도로 인해 많기 사용되는 방법이다. 그러나 다른 여러 이미지 영역의 방법과 마찬가지로 이미지 기반 방법은 앨리어싱(Aliasing) 문제가 나타나는 단점이 있다. 이 문제를 극복하기 위한 여러 방법이 제안되었으며 PCF(Percentage Closer Filtering)도 그 중의 한 방법이다. PCF를 이용한 그림자 생성 기법은 렌더맨에 구현되면서 유명해졌는데, 결과적으로 그림자 경계에서 보이는 앨리어싱 문제를 어느 정도 해결하였다. 그러나 사용되는 필터의 크기에 따라 계산 속도가 문제가 될 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존의 PCF 방법을 개선하여, 거의 유사한 결과를 보이면서 PCF보다 더 빠른 시간안에 그림자를 생성하는 기법을 제안한다.