GLSL：如何获取像素 x、y、z 世界位置？

Question

我想根据它们在世界中的 xyz 位置来调整颜色。

我在片段着色器中尝试了这个：

varying vec4 verpos;

void main(){
    vec4 c;
    c.x = verpos.x;
    c.y = verpos.y;
    c.z = verpos.z;
    c.w = 1.0;

    gl_FragColor = c;
}

但颜色似乎根据我的相机角度/位置而变化，如何使坐标独立于我的相机位置/角度？

这是我的顶点着色器：

varying vec4 verpos;

void main(){
    gl_Position = ftransform();
    verpos = gl_ModelViewMatrix*gl_Vertex;
}

Edit2：更改了标题，所以我想要世界坐标，而不是屏幕坐标！

Edit3：添加了我的完整代码

Answer 1

在顶点着色器中，您有 gl_Vertex （或其他东西，如果您不使用固定管道），它是模型坐标中顶点的位置。将模型矩阵乘以 gl_Vertex，您将获得世界坐标中的顶点位置。将其分配给一个variing变量，然后在片段着色器中读取它的值，您将获得片段在世界坐标中的位置。

现在的问题是，如果你使用OpenGL的默认模型视图矩阵，你不一定有任何模型矩阵，它是模型和视图矩阵的组合。我通常通过使用两个单独的矩阵而不是只有一个模型视图矩阵来解决这个问题：

1. 模型矩阵（将模型坐标映射到世界坐标）和
2. 视图矩阵（将世界坐标映射到相机坐标）。

因此，只需分别将两个不同的矩阵传递给顶点着色器即可。您可以通过

uniform mat4 view_matrix;
uniform mat4 model_matrix;

在顶点着色器的开头定义来完成此操作。然后，不要使用 ftransform()，而是说：

gl_Position = gl_ProjectionMatrix * view_matrix * model_matrix * gl_Vertex;

在主程序中，您必须将值写入这两个新矩阵。首先，要获取视图矩阵，请使用 glLoadIdentity()、glTranslate()、glRotate() 或 gluLookAt() 或您通常喜欢的方式进行相机转换，然后调用 glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, &array) ;为了将矩阵数据获取到数组中。其次，以类似的方式，获取模型矩阵，也调用 glLoadIdentity();并使用 glTranslate()、glRotate()、glScale() 等进行对象转换，最后调用 glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, &array);从 OpenGL 中获取矩阵数据，以便您可以将其发送到顶点着色器。特别注意，在开始转换对象之前需要调用 glLoadIdentity()。通常，您将首先变换相机，然后变换对象，这将产生一个同时执行视图和模型功能的矩阵。但是因为您使用的是单独的矩阵，所以需要在使用 glLoadIdentity() 进行相机转换后重置矩阵。

gl_FragCoord 是像素坐标而不是世界坐标。

Answer 2

或者您可以将 z 坐标除以 w 坐标，这实际上取消了透视投影；给你你原来的世界坐标。

IE。

depth = gl_FragCoord.z / gl_FragCoord.w;

当然，这仅适用于非裁剪坐标。

但是谁又关心裁剪坐标呢？

Answer 3

您需要将世界/模型矩阵作为统一传递到顶点着色器，然后将其乘以顶点位置并将其作为变量发送到片段着色器：

/*Vertex Shader*/

layout (location = 0) in vec3 Position

uniform mat4 World;
uniform mat4 WVP;

//World FragPos
out vec4 FragPos;

void main()
{
 FragPos = World * vec4(Position, 1.0);
 gl_Position = WVP * vec4(Position, 1.0);
}

/*Fragment Shader*/

layout (location = 0) out vec4 Color;

... 

in vec4 FragPos

void main()
{
 Color = FragPos;
}

Answer 4

最简单的方法是通过可变变量从顶点着色器传递世界位置。

但是，如果您确实必须从 gl_FragCoord 重建它，唯一的方法是反转导致 gl_FragCoord 坐标的所有步骤。如果您确实必须这样做，请查阅 OpenGL 规范，因为需要深入了解转换。