UnityApplyLinearShadowBias — Unity中计算阴影bias的方法

作用：

在裁剪空间中的线性增加Z坐标的值

偏移片元在光源空间下的裁剪坐标，用于解决shadow acne（阴影失真）的问题。该偏移作用于光源生成阴影深度图的时候。

原理：

通过减少光源到物体的深度图的数值（距离越远数值越小），从而使光源到物体表面片元的距离数值增加，在比较物体片元到摄像机的距离和到光源的距离时，到光源的距离比真实数值更远一点，通过距离比较之后，把处于边界值的片元都当作被光源照射到。

如下图，如果不启用bias，ad片元能被照射到，而bc片元则不能被照射到。详细说明：https://blog.csdn.net/lawest/article/details/106364935

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源码：

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float4 UnityApplyLinearShadowBias(float4 clipPos)
{
#if defined(UNITY_REVERSED_Z)
// We use max/min instead of clamp to ensure proper handling of the rare case
// where both numerator and denominator are zero and the fraction becomes NaN.
// Direct3D11-like
clipPos.z += max(-1, min(unity_LightShadowBias.x / clipPos.w, 0));
float clamped = min(clipPos.z, clipPos.w*UNITY_NEAR_CLIP_VALUE);
#else
// Direct3D9-like OpenGL-like
clipPos.z += saturate(unity_LightShadowBias.x/clipPos.w); //
float clamped = max(clipPos.z, clipPos.w*UNITY_NEAR_CLIP_VALUE);
#endif
clipPos.z = lerp(clipPos.z, clamped, unity_LightShadowBias.y);
return clipPos;
}

源码分析：（本人并不确定，望指教）

clipPos.z += saturate(unity_LightShadowBias.x/clipPos.w);：

clipPos是裁剪空间下的齐次坐标:（N * x, N * y, az + b, -z), 其中x,y,z分别是相机空间下的坐标数值

unity_LightShadowBias.x是一个负数，默认一般是-0.0005，除以clipPos.w也就是除以相机空间下的-z，可以知道为了补偿透视投影，这里除以clipPos.w之后片元距离光源越远偏移量越小。近大远小？至于数学层面的分析本人还不清楚。

float clamped = max(clipPos.z, clipPos.w*UNITY_NEAR_CLIP_VALUE);：

UNITY_NEAR_CLIP_VALUE是NDC空间下z的最小值。这行代码就是当clipPos.z比近裁切面还要小的时候取近裁切面的值

clipPos.z = lerp(clipPos.z, clamped, unity_LightShadowBias.y);：

unity_LightShadowBias.y，当光源是平行光的时候该值为1，其他光源为0，当是平行光时最后clipPos直接取clamped的值，这是为了避免在平行光原点背面的片元的深度也保持在0~1，当然平行光并没有原点，这里这是方便计算。当不是平行光的时候该值为0，相当于直接取上面偏移bias之后的clipPos的值。

应用：