OpenGL,具有正交投影的几何着色器

时间:2017-10-31 02:07:04

标签: c++ opengl

这是一个绘制抗锯齿线的简单程序。该程序有效,如果我添加投影,我只有一个问题。我必须在另一个环境中使用这个程序,我必须在那里使用正交投影。我想我必须更换参数" win_scale"在几何着色器中,但我并不完全是如何缩放结果或如果我使用投影我必须重写函数。 这是着色器。 顶点着色器:

#version 330 core
layout (location = 0) in vec2 position;
layout (location = 1) in vec3 color;

uniform mat4 model;
//uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

out VS_OUT {
    vec3 color;
} vs_out;

void main() {
    gl_Position = projection * vec4(position.x, position.y, 0.0f, 1.0f);
    vs_out.color = color;
}

几何着色器

#version 330 core
layout (points) in;
layout (triangle_strip, max_vertices = 4) out;

uniform vec2 target;

uniform float thickness;
uniform vec2 win_scale; //window width and height

in VS_OUT {
    vec3 color;
} gs_in[];

out vec3 fColor;

vec2 screen_space(vec4 vertex) {
    return vec2(vertex.xy/vertex.w) * win_scale;

}

void main() {
    fColor = gs_in[0].color;
    vec2 p0 = screen_space(gl_in[0].gl_Position); // gs_in[0] since there's only one input vertex
    vec2 p1 = target * win_scale;

    // determine the direction of each of the  segments
    vec2 v0 = normalize(p1-p0);
    // determine the normal of each of the segments
    vec2 n0 = vec2(-v0.y, v0.x);


    gl_Position = vec4((p0 - thickness * n0)/win_scale, 0.0, 1.0);
    EmitVertex();
    gl_Position = vec4((p0 + thickness * n0)/win_scale, 0.0, 1.0);
    EmitVertex();
    gl_Position = vec4((p1 - thickness * n0)/win_scale, 0.0, 1.0);
    EmitVertex();
    gl_Position = vec4((p1 + thickness * n0)/win_scale, 0.0, 1.0);
    EmitVertex();        

    EndPrimitive();
}

主要是我通过以下方式传递投影值:

glm::mat4 proj = glm::ortho(0.f, (float)width, 0.f, (float)height, -1.f, 1.f);
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shader.Program, "projection"), 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(proj));

当然,如果有人就如何实施更好的抗锯齿线提出建议,欢迎这些。

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

您应该将顶点位置传递给几何着色器

out VS_OUT {
    vec2 pos;
    vec3 color;
} vs_out;

void main()
{
    vs.out.pos = position;

    .....
}

然后你可以在几何着色器中进行计算,并在几何着色器中使用projection矩阵,就像在顶点着色器中一样:

in VS_OUT {
    vec2 pos;
    vec3 color;
} gs_in[];


uniform mat4 projection;
uniform vec2 win_scale; // compensation for the view matrix 

void main()
{
    .....

    vec2 p0 = gs_in[0].pos
    vec2 p1 = target;

    // determine the direction of each of the  segments
    vec2 v0 = normalize(p1-p0);
    // determine the normal of each of the segments
    vec2 n0 = vec2(-v0.y, v0.x);

    ....

    gl_Position = projection * vec4((p0 - thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();  
    gl_Position = projection * vec4((p0 + thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();  
    gl_Position = projection * vec4((p1 - thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();  
    gl_Position = projection * vec4((p1 + thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();

    ....
}


请注意,常见的解决方案是绘制GL_LINESGL_LINE_STRIPGL_LINE_LIST并使用带有输入布局lines的几何着色器:

#version 330 core
layout (lines) in;
layout (triangle_strip, max_vertices = 4) out;

uniform float thickness;
uniform mat4 projection;
uniform vec2 win_scale; // compensation for the view matrix 

in VS_OUT {
    vec2 pos;
    vec3 color;
} gs_in[];

out vec3 fColor;

void main() {
    fColor = gs_in[0].color;

    vec2 p0 = gs_in[0].pos;
    vec2 p1 = gs_in[1].pos;

    vec2 v0 = normalize(p1-p0);
    vec2 n0 = vec2(-v0.y, v0.x);

    gl_Position = projection * vec4((p0 - thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();  
    gl_Position = projection * vec4((p0 + thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();  
    gl_Position = projection * vec4((p1 - thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();  
    gl_Position = projection * vec4((p1 + thickness*n0)/win_scale, 0.0, 1.0); EmitVertex();  

    EndPrimitive();
}


请参阅Khronos OpenGL wiki - Geometry Shader


注意,在渲染中通常,场景的每个对象通常由模型矩阵,视图矩阵和投影矩阵进行变换。

  • 投影矩阵:
    投影矩阵描述了从场景的3D点到视口的2D点的映射。投影矩阵从视图空间转换到剪辑空间,剪辑空间中的坐标转换为范围(-1,-1,-1)到(1,1,1)范围内的规范化设备坐标(NDC)通过使用剪辑坐标的w分量进行划分。

  • 查看矩阵:
    视图矩阵描述了查看场景的方向和位置。视图矩阵从wolrd空间转换为视图(眼睛)空间。在视口的坐标系中,X轴指向左侧,Y轴向上,Z轴指向视图外(在右侧系统中注意,Z轴是X-的交叉积)轴和Y轴)。

  • 模型矩阵:
    模型矩阵定义场景中网格的位置,方向和相对大小。模型矩阵将顶点位置从网格转换为世界空间。

这意味着将顶点转换为剪辑空间的方式如下:

gl_Position = projection * view * model * vec4( pos.xyz, 1.0 );

由于您有2D场景和正投影,因此您可以使用模型矩阵和视图矩阵跳过变换。在您的情况下,您可以通过除以win_scale

来补偿这一点
gl_Position = projection * vec4( pos.xy/win_scale, 0.0, 1.0 ); 


请参阅OpenGL - Mouse coordinates to Space coordinates