AnvilKit

级联阴影贴图

3 级级联阴影贴图替代单级阴影贴图，实现距离相关的阴影质量。

工作原理：相机视锥体在远平面的 10%、30% 和 100% 处被分割为 3 个区域。每个区域拥有独立的正交投影，紧密贴合视锥体角点。PBR 片段着色器根据视空间 Z 深度为每个片段选择最紧密的级联。

级联	覆盖范围	质量
0	近处（远平面的 0–10%）	最高分辨率
1	中距（远平面的 10–30%）	中等分辨率
2	远处（远平面的 30–100%）	最低分辨率

GPU 布局 (PbrSceneUniform)：

字段	类型	说明
`cascade_view_projs`	`[mat4×4; 3]`	每级级联的光空间视图投影矩阵
`cascade_splits`	`[f32; 4]`	`[split0, split1, split2, shadow_texel_size]`
`emissive_factor.w`	`f32`	级联数量 (3.0)

阴影贴图纹理：Depth32Float，2048×2048，depth_or_array_layers = 3 (D2Array)。

文件：window/events/lighting.rs (compute_cascade_matrices)、pbr.wgsl (calculate_shadow)

点光源阴影

点光源使用 cubemap 阴影贴图（每个光源 6 个面）：

use anvilkit_render::renderer::shadow::PointShadowConfig;

let config = PointShadowConfig {
    resolution: 512,   // 每个面的分辨率
    near: 0.1,
    far: 50.0,
    bias: 0.005,       // 防止阴影失真
};

聚光灯阴影

聚光灯使用单张 2D 阴影贴图：

use anvilkit_render::renderer::shadow::SpotShadowConfig;

let config = SpotShadowConfig {
    resolution: 1024,
    bias: 0.005,
    normal_bias: 0.02,
};

阴影 Atlas

ShadowAtlas 管理所有阴影投射光源的 GPU 阴影贴图槽位：

use anvilkit_render::renderer::shadow::ShadowAtlas;
use anvilkit_render::renderer::draw::lighting::MAX_SHADOW_LIGHTS;

let mut atlas = ShadowAtlas::new();
assert_eq!(atlas.max_lights, MAX_SHADOW_LIGHTS); // 4

if let Some(slot) = atlas.allocate() {
    // 将此光源的阴影贴图渲染到对应槽位
}

atlas.reset(); // 每帧调用

最大同时投射阴影的光源数：MAX_SHADOW_LIGHTS = 4。超出限制的光源仍参与光照计算但不投射阴影。

PBR 材质系统

Cook-Torrance 镜面 BRDF，使用 GGX 分布、Smith 几何函数、Fresnel-Schlick 近似。

绑定组：

组	内容
0	场景 uniform（992 字节）：model、view_proj、normal_matrix、camera_pos、lights[8]、级联矩阵
1	材质纹理：基础颜色、法线贴图、金属度-粗糙度、AO、自发光（5 个纹理 + 5 个采样器）
2	IBL + 阴影：BRDF LUT、线性采样器、CSM 阴影贴图数组、比较采样器
3	关节矩阵（仅蒙皮）：`storage<array<mat4×4, 128>>`

骨骼动画

GPU 线性混合蒙皮，每个骨架最多支持 128 个关节。

顶点格式 (SkinnedVertex，72 字节)：

属性	类型	位置
`position`	`vec3<f32>`	0
`normal`	`vec3<f32>`	1
`texcoord`	`vec2<f32>`	2
`tangent`	`vec4<f32>`	3
`joint_indices`	`u16×4`	4
`joint_weights`	`f32×4`	5

蒙皮方程（在 skinned_pbr.wgsl 中）：

skinned_pos = Σ(weight[i] × joints[index[i]] × position)  for i in 0..4

运行时流程：

AnimationPlayer::advance(dt) 更新 current_time
compute_bone_matrices(skeleton, player) 计算每个关节的 global × inverse_bind
将 BoneMatrices 上传到存储缓冲区（绑定组 3）
顶点着色器在 model/view-proj 变换之前应用线性混合蒙皮

PBR 与阴影