切线空间法线贴图-着色器健全性检查

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我从我的切线空间法线贴图着色器中得到了一些非常奇怪的结果 :). 在我展示的场景中,茶壶和棋盘墙使用我的普通Phong-Blinn着色器进行着色(显然,茶壶背面剔除使其具有轻微的虚幻感 :-))。我尝试将法线贴图添加到球体上,结果是迷幻的: 球上不正确的法线贴图 光源来自右侧(仅作为黑色斑点可见)。我在球体上使用的法线贴图如下所示: 法线贴图 我正在使用AssImp处理输入模型,因此它会自动为每个顶点计算切线和副法线。
像素和顶点着色器如下所示。我不太确定出了什么问题,但如果切线基础矩阵出了问题,我也不会感到惊讶。我假设我必须将事物计算到眼睛空间中,然后将眼睛和光线向量转换为切线空间,并且这是正确的方法。请注意,光源位置已经以视图空间进入着色器。
// Vertex Shader
#version 420

// Uniform Buffer Structures

// Camera.
layout (std140) uniform Camera
{
    mat4 Camera_Projection; 
    mat4 Camera_View;
};

// Matrices per model.
layout (std140) uniform Model
{
    mat4 Model_ViewModelSpace;
    mat4 Model_ViewModelSpaceInverseTranspose;
};

// Spotlight.
layout (std140) uniform OmniLight
{
    float Light_Intensity;

    vec3 Light_Position;            // Already in view space.
    vec4 Light_Ambient_Colour;
    vec4 Light_Diffuse_Colour;
    vec4 Light_Specular_Colour;
};

// Streams (per vertex)
layout(location = 0) in vec3 attrib_Position;
layout(location = 1) in vec3 attrib_Normal;
layout(location = 2) in vec3 attrib_Tangent;
layout(location = 3) in vec3 attrib_BiNormal;
layout(location = 4) in vec2 attrib_Texture;

// Output streams (per vertex)
out vec3 attrib_Fragment_Normal;
out vec4 attrib_Fragment_Position;
out vec3 attrib_Fragment_Light;
out vec3 attrib_Fragment_Eye;

// Shared.
out vec2 varying_TextureCoord;

// Main
void main()
{
    // Compute normal.
    attrib_Fragment_Normal = (Model_ViewModelSpaceInverseTranspose * vec4(attrib_Normal, 0.0)).xyz;

    // Compute position.
    vec4 position = Model_ViewModelSpace * vec4(attrib_Position, 1.0);

    // Generate matrix for tangent basis.
    mat3 tangentBasis = mat3(   attrib_Tangent, 
                                attrib_BiNormal, 
                                attrib_Normal);

    // Light vector.
    attrib_Fragment_Light = tangentBasis * normalize(Light_Position - position.xyz);

    // Eye vector.
    attrib_Fragment_Eye = tangentBasis * normalize(-position.xyz);

    // Return position.
    gl_Position = Camera_Projection * position;
}

...而像素着色器看起来像这样:

// Pixel Shader
#version 420

// Samplers
uniform sampler2D Map_Normal;

// Global Uniforms

// Material.
layout (std140) uniform Material
{
    vec4  Material_Ambient_Colour;
    vec4  Material_Diffuse_Colour;
    vec4  Material_Specular_Colour;
    vec4  Material_Emissive_Colour;

    float Material_Shininess;
    float Material_Strength;
};

// Spotlight.
layout (std140) uniform OmniLight
{
    float Light_Intensity;

    vec3 Light_Position;    
    vec4 Light_Ambient_Colour;
    vec4 Light_Diffuse_Colour;
    vec4 Light_Specular_Colour;
};

// Input streams (per vertex)
in vec3 attrib_Fragment_Normal;
in vec3 attrib_Fragment_Position;
in vec3 attrib_Fragment_Light;
in vec3 attrib_Fragment_Eye;

// Shared.
in vec2 varying_TextureCoord;

// Result
out vec4 Out_Colour;

// Main
void main(void)
{
    // Compute normals.
    vec3 N = normalize(texture(Map_Normal, varying_TextureCoord).xyz * 2.0 - 1.0);  
    vec3 L = normalize(attrib_Fragment_Light);
    vec3 V = normalize(attrib_Fragment_Eye);
    vec3 R = normalize(-reflect(L, N));

    // Compute products.
    float NdotL = max(0.0, dot(N, L));
    float RdotV = max(0.0, dot(R, V));

    // Compute final colours.
    vec4 ambient  = Light_Ambient_Colour * Material_Ambient_Colour;
    vec4 diffuse  = Light_Diffuse_Colour * Material_Diffuse_Colour * NdotL;
    vec4 specular = Light_Specular_Colour * Material_Specular_Colour * (pow(RdotV, Material_Shininess) * Material_Strength);

    // Final colour.
    Out_Colour = ambient + diffuse + specular;      
}

编辑:场景的3D工作室渲染(以展示球体上的UV是否正确):

enter image description here

1个回答

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我认为你的着色器没问题,但是你在球体上的纹理坐标完全不对。就像它们沿着经度向极点扭曲一样。


谢谢。我添加了一个3D工作室渲染场景,以展示球体上的UV是否都正常。它也使用相同的凹凸贴图。 - Robinson
1
像往常一样,你给了我一个关于答案的好线索,datenwolf。使用颜色=(u,v,0,1)渲染球体时,对于这个网格,它肯定没有正确处理UV或我的着色器没有正确绑定。 - Robinson
1
那就是这样了。需要顶点着色器:varying_TextureCoord = attrib_Texture;。这是一个愚蠢的错误,浪费了很多时间准备问题 :-)。 - Robinson
1
我已经点赞你的问题,因为它实际上是一个有用的工作代码(几乎)的例子 :) - TheJosh
是的,非常好和富有启发性;几乎可以被提名为“本月最佳问题”(在其类别中)或类似的奖项 :) - mlvljr

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