GLSL/OpenGL 2.1：使用制服的镜面照明

Question

因此，我开始寻求在不使用 OpenGL 照明系统的情况下实现出色的照明。我已经成功实现了 Phong 漫射照明。镜面反射给我带来了麻烦。

我需要知道我正在使用的 OpenGL 常量占用了哪些空间，因为它们似乎被错误转换，并且会导致照明故障。

通过成功加载和运行 Phong 漫反射着色器，我已确认我的 C++ 代码没有问题。然而，C++ 代码可能会向着色器传递无效数据，这是我担心的事情之一。我将粘贴带有注释的着色器以及与着色器直接相关的所有 C++ 代码（尽管我 90% 确定问题出在着色器中）。

在这些图像中，光源是大点，并且显示了轴。 灯光以 y = 0 的角度围绕 icosphere 旋转。

这是漫反射，因此您可以了解模型是什么...... 请注意，我还没有完成逐像素...

这是菲涅尔照明，如源代码所示... 注意被照亮的面如何面向光线，而不是光线和相机之间的某个位置。

这是 Blinn-Phong，我必须将其乘以 30... 再次注意照亮的面如何指向光源，以及我必须将镜面反射系数 (S) 乘以 30 才能实现此

顶点着色器源（从“dirlight.vs”加载）

const int MAXLIGHTS = 4;

uniform bool justcolor = false;

uniform int lightcount;
uniform vec4 lightposs[MAXLIGHTS];
uniform vec4 lightdirs[MAXLIGHTS];
uniform vec4 lightdifs[MAXLIGHTS];
uniform vec4 lightambs[MAXLIGHTS];

//diffuse
vec4 D;
//specular, normaldotlight
float S, NdotL[MAXLIGHTS];
//normal, eyevec, lightvecs, halfvecs
vec3 N, E, L[MAXLIGHTS], H[MAXLIGHTS];

void main() {
    //if(lightcount > MAXLIGHTS) lightcount = MAXLIGHTS;
    D = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
    S = 0.0;

    N = gl_Normal;
    E = normalize(vec3(-gl_Vertex));

    for(int i = 0; i < lightcount; i++)
    {
        //calculating direction to light source
        L[i] = normalize(vec3(lightposs[i] - gl_Vertex));

        //normal dotted with direction to light source
        NdotL[i] = max(dot(N, L[i]), 0.0);

        //diffuse term, works just fine
        D += gl_Color * lightdifs[i] * NdotL[i];

        if(NdotL[i] >= 0.0)
        {
            //halfvector = normalize(lightdir + eyedir)
            H[i] = normalize(L[i] + E);

            //Blinn-Phong, only lights up faces whose normals 
            //point directly to the light source for some reason...
            //S += max(0.0, dot(H[i], N));

            //Fresnel, lights up more than Blinn-Phong 
            //but the faces still point directly to the light source, 
            //not somewhere between the lightsource and myself, like they should.
            S += pow(max(0.0, dot(reflect(L[i], N), E)), 50.0);
        }
        else
        {
            H[i] = vec3(0.0, 0.0, 0.0);
        }
    }

    //currently only showing specular. To show diffuse add D.
    gl_FrontColor = justcolor ? gl_Color : vec4(S * 0.3, S * 0.3, S * 0.3, 1.0);

    gl_Position = ftransform();
}

片段着色器源（从“dirlight.fs”）

void main()
{
    gl_FragColor = gl_Color;
}

摘自 C++ 主初始化...

//class program manages shaders
Program shaders = Program();
//attach a vertex shader, compiled from source in dirlight.vs
shaders.addShaderFile(GL_VERTEX_SHADER, "dirlight.vs");
//attach a fragment shader compiled from source in dirlight.fs
shaders.addShaderFile(GL_FRAGMENT_SHADER, "dirlight.fs");
//link program
shaders.link();
//use program
shaders.use();

//Program::getUniformLoc(const char* name) grabs the location
//of the uniform specified
GLint sTime = shaders.getUniformLoc("time");
GLint lightcount = shaders.getUniformLoc("lightcount");
GLint lightdir = shaders.getUniformLoc("lightdirs");
GLint lightdif = shaders.getUniformLoc("lightdifs");
GLint lightamb = shaders.getUniformLoc("lightambs");
GLint lightpos = shaders.getUniformLoc("lightposs");
GLint justcolor = shaders.getUniformLoc("justcolor");

glUniform1i(justcolor, 0);
glUniform1i(lightcount, 2);
//diffuse light colors
GLfloat lightdifs[] = {1.f, 1.f, 1.f, 1.f,
                      1.f, 1.f, 1.f, 1.f};
glUniform4fv(lightdif, 2, lightdifs);
glUniform4f(lightamb, 0.4f, 0.4f, 0.4f, 1.f);

摘自 C++ 主循环...

//My lights rotate around the origin, where I have placed an icosphere
GLfloat lightposs[] = {-4 * sinf(newTime), lighth, -4 * cosf(newTime), 0.0f,
                       -4 * sinf(newTime + M_PI), lighth, -4 * cosf(newTime + M_PI), 0.0f};
glUniform4fv(lightpos, 2, lightposs);

Answer 1

您的代码中缺少一些重要的内容。首先，您应该将顶点位置和法线转换为眼睛空间。那里的光照计算是最简单的。顶点位置使用模型视图矩阵进行变换，法线使用模型视图的转置逆矩阵进行变换。通常灯光位置位于世界坐标中，因此提供从世界坐标到眼睛坐标的附加矩阵是有意义的。