Um desfoque gaussiano é uma representação bastante precisa das bordas das sombras suaves?

Não tenho certeza se as sombras suaves da vida real (de grandes fontes de luz próximas) apresentam uma queda gaussiana ou linear, ou qualquer outra coisa.

Estou trabalhando em algo em que posso criar as sombras manipulando algum tipo de textura gradiente pré-renderizada, para que não precise confiar nos buffers de quadro e nas técnicas tradicionais de sombreamento. Estou planejando assar o gradiente em um canal da textura da minha malha e depois manipular os valores com base na quantidade de sombra que cobre cada quadrilátero. Isso é possível porque só tenho quadriláteros alinhados como um zigue-zague, onde cada pico pode projetar uma sombra no próximo quadrilátero adjacente.

Portanto, uma queda linear seria mais fácil (basta subtrair algum valor de um gradiente linear), mas é difícil dizer o que realmente parece realista. Existe uma fórmula matemática simples que possa ser aplicada a um gradiente linear para obter uma aproximação gaussiana?

As sombras suaves da vida real têm uma forma que depende da forma da fonte de luz conforme aparece do ponto de vista da superfície sombreada. Isso ocorre porque as penumbras ocorrem devido à oclusão parcial da fonte de luz do ponto de vista da superfície sombreada. A forma da sombra é, portanto, algo como a forma do oclusor convolvida com a forma da fonte de luz.

Por exemplo, o sol nos aparece como um disco, de modo que sombras suaves devido ao sol são efetivamente convoluídas com um filtro de disco. A queda resultante é, em muitos casos, de aparência semelhante à de um gaussiano, o que pode explicar por que os gaussianos são populares na filtragem de sombras.

A queda gaussiana também tem aparência muito semelhante à função smoothstep , que é muito barata de avaliar e pode ser uma boa opção para o seu shader.

A dependência da forma da sombra na forma da fonte de luz é demonstrada de maneira mais dramática durante um eclipse solar. Esta foto do usuário do Flickr Cantavestrella, por exemplo, foi tirada durante um eclipse parcial há alguns anos atrás . O eclipse resultou em um crescente de sol visível ao redor da lua e, como resultado, as sombras de uma árvore mostram uma forma crescente onde as folhas da árvore formam um buraco de alfinete.