为什么我的OpenGL场景剪裁在z距离为1?

时间:2016-04-02 21:45:09

标签: c# opengl glsl opentk vertex-shader

我正在使用GLSL Cookbook,但我使用C#进行编程,因此我尝试使用OpenTK转换代码。 我目前正在使用Phong Shading示例,我可以使照明机制正常工作,但我使用的圆环模型不会渲染任何超过Z距离1的元素远离相机。

这是正确渲染的示例(x rotation = 0,y rotation = 0,camera.z = 1,model.z = 0) Torus Rendering Correctly

这里应用了X和Y旋转(x rotation = -0.5,y rotation = 0.5,camera.z = 1,model.z = 0) Torus rotated showing clipping

注意:如果在旋转的示例中,我将相机更近移动到Z位置0.4,则圆环显示没有剪裁。我不知道为什么近距离移动相机会导致更少的削波!

有很多代码,所以我会尽量避免发布所有代码。如果我确实需要发布,那么我很乐意这样做。

这是我的初始化块:

void InitProgram()
{
    // Compile and link shaders
    Compile();

    // Turn on depth testing
    GL.Enable(EnableCap.DepthTest);
    // Torus centred at (0,0,0), outer radius = 0.7, inner
    // radius = 0.3, 50 segments, 50 rings
    _torus = new VboTorus(0.7f, 0.3f, 50, 50);
    // Setup model matrix
    _model = Matrix4.Identity;
    _model *= Matrix4.CreateRotationX(-0.5f);
    _model *= Matrix4.CreateRotationY(0.5f);
    // Setup view matrix
    _view = Matrix4.LookAt(0f, 0f, 0.4f, 0f, 0f, 0.0f, 0f, 1f, 0f);
    // Setup projection matrix
    _projection = Matrix4.Identity;

    // Position the light
    var lightPos = new Vector4(5f, 5f, 2f, 1f);

    // Bind lighting attributes
    BindLightUniformBlock(lightPos);
    // Bind material attributes
    BindMaterialUniformBlock();
    // Output any errors
    var pil = GL.GetProgramInfoLog(_pgmId);
    Console.WriteLine(pil);
}

注意:GetProgramInfoLog()不会返回任何错误。 此外,我在着色器中有很多调试代码来验证传入的值是否正确 - 它们是。

以下是渲染,更新和调整大小的方法:

protected override void OnUpdateFrame(FrameEventArgs e)
{
    base.OnUpdateFrame(e);

    if (Keyboard[Key.Escape])
        Exit();

    GL.UseProgram(_pgmId);
}

protected override void OnRenderFrame(FrameEventArgs e)
{
    base.OnRenderFrame(e);
    GL.Clear(ClearBufferMask.ColorBufferBit | ClearBufferMask.DepthBufferBit);
    SetMatrices();
    _torus.Render();

    GL.Flush();
    SwapBuffers();
}

protected override void OnResize(EventArgs e)
{
    base.OnResize(e);
    GL.Viewport(0, 0, Width, Height);
}

这是设置我的M,V& amp;的方法。 P矩阵:

private void SetMatrices()
{
    var modelView = _view*_model;

    var uniformIndices = new int[3];
    GL.GetUniformIndices(_pgmId, 3, new[] { "modelViewMatrix", "normalMatrix", "mvpMatrix" }, uniformIndices);

    GL.UniformMatrix4(uniformIndices[0], false, ref modelView);   // Set modelView matrix uniform
    var normMatrix = new float[]
    {
        modelView.M11, modelView.M21, modelView.M31,
        modelView.M12, modelView.M22, modelView.M32,
        modelView.M13, modelView.M23, modelView.M33
    };
    GL.UniformMatrix3(uniformIndices[1], 1, false, normMatrix);   // Set normal matrix uniform
    var temp = _projection*modelView;
    GL.UniformMatrix4(uniformIndices[2], false, ref temp);   // Set lightPosition uniform
}

最后这是我的顶点着色器:

#version 430

layout (location = 0) in vec3 vertexPosition;
layout (location = 1) in vec3 vertexNormal;

layout( std140 ) uniform lightInfo {
    vec4 position;
    vec3 ambientIntensity;
    vec3 diffuseIntensity;
    vec3 specularIntensity;
} light;

layout( std140 ) uniform materialInfo {
    vec3 ambientReflectivity;
    vec3 diffuseReflectivity;
    vec3 specularReflectivity;
    float shininess;
} material;

uniform mat4 modelViewMatrix;
uniform mat3 normalMatrix;
uniform mat4 mvpMatrix;

out vec3 lightIntensity;

void main()
{
    // Convert normal and position to eye coords
    vec3 tNorm = normalize( normalMatrix * vertexNormal );
    vec4 eyeCoords = modelViewMatrix * vec4( vertexPosition, 1.0 );
    vec3 s = normalize( vec3( light.position - eyeCoords ) );
    vec3 v = normalize( -eyeCoords.xyz );
    vec3 r = reflect( -s, tNorm );
    vec3 ambient = light.ambientIntensity * material.ambientReflectivity;
    float sDotN = max( dot( s, tNorm ), 0.0 );
    vec3 diffuse = light.diffuseIntensity * material.diffuseReflectivity * sDotN;

    // The diffuse shading equation
    vec3 spec = vec3( 0.0 );
    if( sDotN > 0.0 )
    {
        spec = light.specularIntensity * material.specularReflectivity * pow( max( dot( r, v ), 0.0 ), material.shininess );
    }
    lightIntensity = ambient + diffuse + spec;

    // Convert position to clip coordinates and pass along
    gl_Position = mvpMatrix * vec4( vertexPosition, 1.0 );
}

正如我所说,如果发布的代码不足以找到问题的根源,我很乐意发布其余内容。 提前感谢您提供任何建议。

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

我会说一切都按照意图行事。 OpenGL的剪辑空间约定是规范化设备空间中沿所有3轴的[-1,1]立方体。由于您使用identity作为投影矩阵,因此您的眼睛空间将与NDC相同。换句话说,可见范围将从相机后面的-1单位变为相机前面的一个单位。

更糟糕的是,典型的OpenGL惯例是眼睛空间是右手(z指向你,摄像头朝-z方向看),左手NDC /窗口空间(z轴指向屏幕) )。投影矩阵通常进行翻转。既然你使用了身份,那么你也不会这样 - 所以它可能会觉得非常不直观,但是当你的相机是z_win = 1时,你正在削减通常被用作近平面的东西。