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Phase 4b-5 Deferred Items Spec

A. 그림자 확장 + 라이트 컬링 (voltex_renderer)

CSM (2 캐스케이드)

• CascadedShadowMap — 2개 depth 텍스처 (near 020m, far 20100m), 각 2048x2048
• 카메라 프러스텀 분할, 캐스케이드별 light VP 행렬 계산
• ShadowUniform 확장: light_view_proj 2개 + cascade_split f32
• 셰이더: fragment depth로 캐스케이드 선택, 해당 맵에서 PCF 샘플링

Point Light Shadow (큐브맵)

• PointShadowMap — 6면 depth 큐브맵 (512x512 per face)
• 6방향 view matrix (±X, ±Y, ±Z), 90° perspective projection
• 셰이더: light→fragment 방향으로 큐브맵 샘플링
• MAX 2개 포인트 라이트 그림자 (성능상 제한)

Spot Light Shadow

• 기존 ShadowMap 패턴 재사용 (perspective projection)
• spot cone outer angle → FOV 변환
• MAX 2개 스팟 라이트 그림자

CPU 프러스텀 라이트 컬링

pub struct Frustum { planes: [Plane; 6] }
pub fn extract_frustum(view_proj: &Mat4) -> Frustum
pub fn cull_lights(frustum: &Frustum, lights: &[LightData]) -> Vec<usize>

• Sphere vs 6 plane 테스트
• Directional: 항상 포함, Point: position+range 구, Spot: cone 바운딩 구

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B. IBL 개선 + GPU BRDF LUT (voltex_renderer)

프로시저럴 스카이 개선

• sample_environment → Hosek-Wilkie 근사 sky model
• SkyParams uniform: sun_direction, turbidity
• 태양 디스크 렌더링 (pow falloff)
• 기존 하드코딩 gradient → 물리 기반 산란

SH Irradiance

• compute_sh_coefficients(sun_dir, turbidity) -> [Vec3; 9] — L2 SH 9계수
• CPU에서 환경맵 반구 적분 → SH 계수
• 셰이더: evaluate_sh(normal, coeffs) — O(1) irradiance 조회
• 기존 sample_environment(N, 1.0) 대체

GPU 컴퓨트 BRDF LUT

• brdf_lut_compute.wgsl — 컴퓨트 셰이더
• Workgroup 16x16, 1024 importance samples per texel
• 출력: Rg16Float (기존 Rgba8Unorm → 정밀도 향상)
• IblResources::new_gpu(device, queue) — 컴퓨트 패스로 생성

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C. 물리 개선 (voltex_physics)

각속도/회전 물리

• integrator.rs: angular_velocity 적분 → rotation 업데이트
• 관성 텐서 근사: inertia_tensor(collider, mass) -> Vec3 (대각 성분만)
  • Sphere: 2/5 mr², Box: 1/12 m(h²+d²), Capsule: 근사
• solver.rs: 충돌 토크 τ = r × impulse → angular impulse / inertia

Sequential Impulse 솔버

• PhysicsConfig.solver_iterations: u32 (기본 4)
• 접촉점별 반복: 매 iteration마다 상대속도 재계산 후 추가 임펄스
• 기존 단일 반복 코드를 N회 루프로 래핑

Sleep/Island 시스템

• RigidBody 확장: is_sleeping: bool, sleep_timer: f32
• SLEEP_VELOCITY_THRESHOLD: f32 = 0.01
• SLEEP_TIME_THRESHOLD: f32 = 0.5 (0.5초 정지 시 sleep)
• sleeping 바디: integrate/collision 스킵
• 충돌 시 wake_up

Ray vs Triangle/Mesh

• ray_vs_triangle(ray, v0, v1, v2) -> Option<(f32, Vec3)> — Möller–Trumbore
• ray_vs_mesh(ray, vertices, indices) -> Option<(f32, Vec3)> — 삼각형 순회

raycast_all

• raycast_all(world, ray, max_dist) -> Vec<RayHit> — 모든 hit, 거리순 정렬

BVH 개선

• query_pairs → 재귀 트리 순회 (현재 N² brute force 제거)
• raycast: front-to-back 순회, t_min > current_best 스킵
• refit() — 리프 AABB 갱신 후 부모 전파 (incremental update)

CCD

• swept_sphere_vs_aabb(start, end, radius, aabb) -> Option<f32> — 이동 구 vs AABB
• physics_step: |velocity| * dt > radius 인 물체만 CCD 적용