Question

我正在尝试使用OpenGL和GLSL在多维数据集上实现凹凸贴图。然而，当我旋转我的立方体时，只出现左侧正方形和右侧正方形（即，在负x和正x方向），立方体的其他四个面（顶部，底部，正面，背面））是黑色的。这是一个例子：

enter image description here

我的网格类由indexList和vertexList组成（Vertex类包含x，y，z等）。我正在使用this简单的cube.ply模型，它包含s，t纹理坐标。借用this example，我按如下方式计算切向量：

void Mesh::computeTangents() {

        for (size_t i = 0; i < m_indexList.size(); i += 3) {

            Vertex v1 = m_vertexList[m_indexList[i]];
            Vertex v2 = m_vertexList[m_indexList[i+1]];
            Vertex v3 = m_vertexList[m_indexList[i+2]];

            glm::vec3 pos1 = glm::vec3(v1.getX(), v1.getY(), v1.getZ());
            glm::vec3 pos2 = glm::vec3(v2.getX(), v2.getY(), v2.getZ());
            glm::vec3 pos3 = glm::vec3(v3.getX(), v3.getY(), v3.getZ());
            glm::vec2 tex1 = glm::vec2(v1.getS(), v1.getT());
            glm::vec2 tex2 = glm::vec2(v2.getS(), v2.getT());
            glm::vec2 tex3 = glm::vec2(v3.getS(), v3.getT());

            glm::vec3 edge1 = glm::normalize(pos2 - pos1);
            glm::vec3 edge2 = glm::normalize(pos3 - pos1);

            glm::vec2 texEdge1 = glm::normalize(tex2 - tex1);
            glm::vec2 texEdge2 = glm::normalize(tex3 - tex1);

            float det = (texEdge1.x * texEdge2.y) - (texEdge1.y * texEdge2.x);

            glm::vec3 tangent;

            if(fabsf(det) < 1e-6f) {
                tangent.x = 1.0;
                tangent.y = 0.0;
                tangent.z = 0.0;
            }
            else {
                det = 1.0 / det;

                tangent.x = (texEdge2.y * edge1.x - texEdge1.y * edge2.x) * det;
                tangent.y = (texEdge2.y * edge1.y - texEdge1.y * edge2.y) * det;
                tangent.z = (texEdge2.y * edge1.z - texEdge1.y * edge2.z) * det;

                glm::normalize(tangent);
            }

            m_vertexList[m_indexList[i]].setTanX(tangent.x);
            m_vertexList[m_indexList[i]].setTanY(tangent.y);
            m_vertexList[m_indexList[i]].setTanZ(tangent.z);
            m_vertexList[m_indexList[i+1]].setTanX(tangent.x);
            m_vertexList[m_indexList[i+1]].setTanY(tangent.y);
            m_vertexList[m_indexList[i+1]].setTanZ(tangent.z);
            m_vertexList[m_indexList[i+2]].setTanX(tangent.x);
            m_vertexList[m_indexList[i+2]].setTanY(tangent.y);
            m_vertexList[m_indexList[i+2]].setTanZ(tangent.z);
        }
    }

如果我输出每个三角形的切线向量的值，我得到这些值：
1,0,0 1,0,0 0,0，-1
0,0，-1
0,0,1 0,0,1 -1,0,0 -1,0,0，
1,0,0 1,0,0 1,0,0 1,0,0，

如果这些是正确的，则问题可能出在着色器中。我的着色器如下（主要取自一本书）：

vert：

attribute vec4 vertexPosition;
attribute vec3 vertexNormal;
attribute vec2 vertexTexture;
attribute vec3 vertexTangent;

varying vec2 texCoord;
varying vec3 viewDirection;
varying vec3 lightDirection;

uniform vec3 diffuseColor;
uniform float shininess;
uniform vec4 lightPosition;

uniform mat4 modelViewMatrix;
uniform mat4 normalMatrix;
uniform mat4 MVP; // modelview projection

void main() {
    vec4 eyePosition = modelViewMatrix * vertexPosition;
    vec3 N = normalize(vec3(normalMatrix * vec4(vertexNormal, 1.0)));
    vec3 T = normalize(vec3(normalMatrix * vec4(vertexTangent, 1.0)));
    vec3 B = normalize(cross(N, T));

    vec3 v;
    v.x = dot(lightPosition.xyz, T);
    v.y = dot(lightPosition.xyz, B);
    v.z = dot(lightPosition.xyz, N);
    lightDirection = normalize(v);

    v.x = dot(eyePosition.xyz, T);
    v.y = dot(eyePosition.xyz, B);
    v.z = dot(eyePosition.xyz, N);
    viewDirection = normalize(v);

    texCoord = vertexTexture;
    gl_Position = MVP * vertexPosition;
}

分片：

varying vec2 texCoord;
varying vec3 viewDirection;
varying vec3 lightDirection;

uniform vec3 diffuseColor;
uniform float shininess;

void main() {

    float bumpDensity = 16.0;
    float bumpSize = 0.15;

    vec2 c = bumpDensity * texCoord;
    vec2 p = fract(c) - vec2(0.5);

    float d, f;
    d = dot(p, p);
    f = 1.0 / sqrt(d + 1.0);

    if (d >= bumpSize) {
        p = vec2(0.0);
        f = 1.0;
    }

    vec3 normalDelta = vec3(p.x, p.y, 1.0) * f;
    vec3 litColor = diffuseColor * max(dot(normalDelta, lightDirection), 0.0);
    vec3 reflectDir = reflect(lightDirection, normalDelta);
    float spec = max(dot(viewDirection, reflectDir), 0.0);
    spec *= shininess;
    litColor = min(litColor + spec, vec3(1.0));
    gl_FragColor = vec4(litColor, 1.0);
 }

编辑：更改背景以更清晰地看到黑色面孔。另外，我错误地注意到之前实际出现过哪些面孔。

编辑2：我发现片段着色器中max（dot（normalDelta，lightDirection），0.0）的值为这些面返回0。但是，我仍然不知道为什么。

编辑3：嗯，问题原来是我在Vertex类中传递了切线向量的错误索引。也就是说，我在这一行中有10而不是9：

glVertexAttribPointer(v3, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(Vertex), (void*)(sizeof( float ) * 9));

Answer 1

好吧，问题是xz平面上任何法线的面都没有正确渲染，即正确渲染的面是沿y轴法线的面（顶面和底面）。

您的切线列表：

 1, 0,  0
 1, 0,  0
 0, 0, -1
 0, 0, -1
 0, 0,  1
 0, 0,  1
-1, 0,  0
-1, 0,  0
 1, 0,  0
 1, 0,  0
 1, 0,  0
 1, 0,  0

都是沿x轴或z轴。所以我猜测可能正在发生的是你的法线和切线指向相同（或相反）的方向，在这种情况下你的顶点着色器中的这一行：

vec3 B = normalize(cross(N, T));

将导致vec3（0.0,0.0,0.0），无法归一化。

我的建议是尝试沿y轴手动给出x和z面切线，看看是否有所不同。如果它有帮助，那么你知道问题在于你对切线的计算。

如果没有帮助，您可以通过从片段着色器输出值作为屏幕颜色进行故障排除。尝试显示viewDirection，lightDirection，normalDelta，reflectDir以及您可以想到的任何其他信息，以查看导致黑度的变量。

奖励：将glClear颜色切换为黑色以外的颜色？所以它看起来不像是漂浮在太空中的脸。

OpenGL和GLSL中的凹凸贴图

1 个答案: