关于glsl：着色器中的OpenGL Normal转换


OpenGL Normal transformation in shaders

我正在尝试在LWJGL中创建一些基本的照明着色器。一切似乎都正常，只是当我改变相机的旋转角度时，灯光也会改变。我认为这是因为旋转相机时法线的旋转也被弄乱了。

这是我原来的顶点着色器：

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uniform vec3 lightDir;
varying vec3 normal;

void main()
{      
    normal = gl_NormalMatrix*gl_Normal;
    gl_Position = ftransform();
}

我的片段着色器：

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varying vec3 normal;

void main(){
    vec3 color = vec3(1,1,1);
    vec3 lightDir = vec3(1,1,0);
    float inten = 1;
    color = color*dot(normal, lightDir)*inten;
    gl_FragColor = vec4(color,1);

}

要转换我使用的相机：

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public static void applyTranslations() {
    glPushAttrib(GL_TRANSFORM_BIT);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glRotatef(pitch, 1, 0, 0);
    glRotatef(yaw, 0, 1, 0);
    glRotatef(roll, 0, 0, 1);
    glTranslatef(-x, -y, -z);
    glPopAttrib();
}

我意识到，这种变换相机的方法实际上可能是在相机保持静态的同时更改模型，这会弄乱法线，因此我尝试输入一个包含模型旋转的统一矩阵来变换法线，但这并没有。似乎也不起作用。现在整个模型都是黑色的。 (除旋转外，它之前一直在工作。)
我用它来将更改传递给着色器：

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Vector3f scale, rot, trans;
Matrix3f modelMatrix = new Matrix3f();
modelMatrix.setIdentity();
scale = new Vector3f(1,1,1);
rot = new Vector3f(xRot,yRot,zRot);
trans = new Vector3f(x,y,z);

Matrix4f.scale(scale, modelMatrix, modelMatrix);
Matrix4f.translate(trans, modelMatrix, modelMatrix);
Matrix4f.rotate((float) Math.toRadians(rot.z), new Vector3f(0,0,1), modelMatrix, modelMatrix);
Matrix4f.rotate((float) Math.toRadians(rot.y), new Vector3f(0,1,0), modelMatrix, modelMatrix);
Matrix4f.rotate((float) Math.toRadians(rot.x), new Vector3f(1,0,0), modelMatrix, modelMatrix);

FloatBuffer modelBuff = BufferUtils.createFloatBuffer(9);
modelMatrix.store(modelBuff);

int loc = ARBShaderObjects.glGetUniformLocationARB(e.m.shader.programID,"modelMatrix");
ARBShaderObjects.glUniformMatrix4ARB(loc, false, modelBuff);

然后将顶点着色器更改为：

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uniform vec3 lightDir;
uniform modelMatrix;
varying vec3 normal;

void main()
{      
    normal = modelMatrix*gl_Normal;
    gl_Position = ftransform();
}

这是我应该做的创建并传递转换矩阵的事情吗？还有没有使用glRotatef()旋转照相机的另一种方法吗？

每次更换相机时，normal都会变换，而vec3 lightDir = vec3(1,1,0)不变。

为避免这种情况，请确保lightDir和normal在同一空间中。 在转换normal之前计算dot，或者将lightDir转换为gl_NormalMatrix，然后计算dot。

除了要实现的效果外，片段着色器中还有一个问题：normal未标准化。 这是因为单位矢量的线性插值并不总是产生单位矢量。

您应该做的是这样的：

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color*dot(normalize(normal),  transform_to_same_space(lightDir))*inten;

第二部分中的一些小问题：

您在声明modelMatrix没有类型。

您不能使用4x4矩阵变换vec3。 您可以将gl_Normal填充为0，因为它是矢量，或者将矩阵向下转换为float3x3。

您将Matrix4f.scale与Vector3f(1,1,1)一起使用，平移不会影响矢量，因此modelMatrix是正交的。
但是，通常情况下，应使用modelMatrix的转置逆来转换gl_Normal。