OpenGL中片段着色引起的伪影问题

Question

尝试学习3D编程，我目前正在实现一个类，通过将立方体推送到GPU每个帧来批量渲染OpenGL。我尝试通过以下方法实现一些简单的光照效果：1）将每个面的法向量作为顶点属性之一发送到GPU；2）检查该法向量的方向并任意调暗每个片段，如下所示： 片段着色器

#version 330

in vec2 ex_TexCoord;
in vec3 ex_Normal;
out vec4 out_Color;
uniform sampler2D textureSampler;

void main(void) {
  float lightAmplifier = 1.0;

  if (ex_Normal.z == 1.0) {
    lightAmplifier = .8;
  } else if (ex_Normal.x == 1.0) {
    lightAmplifier = .65;
  } else if (ex_Normal.x == -1.0) {
    lightAmplifier = .50;
  }

  out_Color = vec4(texture2D(textureSampler, ex_TexCoord).rgb * lightAmplifier, 1.0);
}

导致如下结果：

虽然我不太擅长GLSL，但我的直觉认为这不是正确的行为。但经过多次谷歌搜索后，我仍然不确定自己出了什么问题。

- KaffeLeffe

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可能是浮点数问题。你尝试过使用>=0.99而不是==1.0吗？ - BDL

Answer 1

这是一个浮点精度问题。请注意，每个片段的顶点坐标都会进行插值。当比较浮点数是否相等时，可能会导致问题。

一个可能的解决方案是使用一个epsilon（例如0.01），并将比较改为 < -0.99 和 > 0.99:

if (ex_Normal.z > 0.99) {
    lightAmplifier = .8;
} else if (ex_Normal.x > 0.99) {
    lightAmplifier = .65;
} else if (ex_Normal.x < -0.99) {
    lightAmplifier = .50;
} 

另一个可能性是使用flat插值限定符，它会导致该值不被插值：

顶点着色器：

flat out vec3 ex_Normal;

片段着色器：

flat in vec3 ex_Normal;

- Rabbid76

Answer 2

Rabbid76（可能）正确地指出了错误的外观是浮点精度/精确度的结果。

我想要补充的是，基于测试插值值设置常量值很少是一个好主意（尽管有些算法确实依赖它，例如阴影映射）。将测试从“==1”更改为“>=0.99”只会将误差放在0.99而不是1.0。更有可能的是，您希望在进入某个范围时插值该值，例如使用“mix”。

- Andreas