如何在GLSL中实现THREE.js中的MeshNormalMaterial？

Question

我想实现一个像MeshNormalMaterial这样的着色器，但我不知道如何将normal转换为color。

在THREE.js中：

我的测试1：

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    vNormal = abs(normal);
    gl_Position = matrix_viewProjection * matrix_model * vec4(position, 1.0);
}

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    gl_FragColor = vec4(vNormal, 1.0);
}

我的测试2：

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    vNormal = normalize(normal) * 0.5 + 0.5;
    gl_Position = matrix_viewProjection * matrix_model * vec4(position, 1.0);
}

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    gl_FragColor = vec4(vNormal, 1.0);
}

这些只是测试，我找不到任何有关如何计算颜色的资源......

任何人都可以帮助我吗？

感谢。

Answer 1

如果要在视图空间中查看法线向量，则必须将法线向量从模型空间转换为世界空间，并从世界空间转换为视图空间。这可以通过使用normalMatrix转换法线向量一步完成。

varying vec3 vNormal;

void main(void)
{
    vNormal      = normalMatrix * normalize(normal); 
    gl_Position  = matrix_viewProjection * matrix_model * vec4(position, 1.0);
}

由于变量变量在从顶点着色器传递到片段着色器时被插值，根据其Barycentric coordinates，变换到颜色应该在片段着色器中完成。注意，在插值之后，法向量必须再次归一化

varying vec3 vNormal;

void main(void)
{
    vec3 view_nv  = normalize(vNormal);
    vec3 nv_color = view_nv * 0.5 + 0.5; 
    gl_FragColor  = vec4(nv_color, 1.0);
}

由于法向量被归一化，其分量在[-1.0,1.0]范围内。如何将其表示为颜色取决于您 如果使用abs值，则具有相同大小的正值和负值具有相同的颜色表示。颜色的强度随着值的增加而增加。

使用公式normal * 0.5 + 0.5，强度从0增加到1.

通常，x分量表示为红色，y分量表示绿色，z分量表示蓝色。

颜色可以通过除以其组分的最大值来饱和：

varying vec3 vNormal;

void main(void)
{
    vec3 view_nv  = normalize(vNormal);
    vec3 nv_color = abs(view_nv); 
    nv_color     /= max(nv_color.x, max(nv_color.y, nv_color.z));
    gl_FragColor  = vec4(nv_color, 1.0);
}