简单流程天空盒

Question

作为生成外观非常简单的天空的一部分，我创建了一个天空盒（基本上是一个从(-1,-1,-1)到(1,1,1)的立方体）。在所有几何体之后绘制，并通过以下简单的顶点着色器强制移到背面。

#version 330
layout(location = 0) in vec4 position;
layout(location = 1) in vec4 normal;

out Data
{
    vec4 eyespace_position;
    vec4 eyespace_normal;
    vec4 worldspace_position;
    vec4 raw_position;
} vtx_data;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main()
{
    mat4 view_without_translation = view;
    view_without_translation[3][0] = 0.0f;
    view_without_translation[3][1] = 0.0f;
    view_without_translation[3][2] = 0.0f;

    vtx_data.raw_position = position;
    vtx_data.worldspace_position = model * position;
    vtx_data.eyespace_position =  view_without_translation * vtx_data.worldspace_position;

    gl_Position = (projection * vtx_data.eyespace_position).xyww;
}

从这里开始，我试图让我的天空显示为一个非常简单的渐变色，从顶部的深蓝色到地平线处的浅蓝色。

显然，只是根据每个片段的Y坐标混合两种颜色会看起来非常糟糕：你正在看一个盒子而不是一个圆顶，如下所示：

请注意，在盒子的左上角和右上角有相当明显的“角”。

本能地，我认为解决问题的明显方法将是规范化每个片段的位置，得到一个单位球上的位置，然后取其Y坐标。我认为这将导致一个对于给定“高度”来说是恒定的值，如果有意义的话。就像这样：

#version 330
in Data
{
    vec4 eyespace_position;
    vec4 eyespace_normal;
    vec4 worldspace_position;
    vec4 raw_position;
} vtx_data;

out vec4 outputColor;

const vec4 skytop = vec4(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);
const vec4 skyhorizon = vec4(0.3294f, 0.92157f, 1.0f, 1.0f);

void main()
{  
    vec4 pointOnSphere = normalize(vtx_data.worldspace_position);
    float a = pointOnSphere.y;
    outputColor = mix(skyhorizon, skytop, a);
}

然而，结果与第一张截图基本相同（如果需要，我可以发帖），但由于视觉上类似于第一张图，我现在跳过了它以缩短这个问题。

经过一些随意的尝试（我知道这是土著编程:/），我意识到这样可以运行：

void main()
{  
    vec3 pointOnSphere = normalize(vtx_data.worldspace_position.xyz);
    float a = pointOnSphere.y;
    outputColor = mix(skyhorizon, skytop, a);
}

唯一的区别是我将位置规范化，但不包括它的W分量。

以下是工作结果：（在静态截图中差异微小，但在运动中相当明显） 最后，我的问题是：为什么这个版本可以工作，而之前的版本无法工作？我可能对齐次坐标的某些极其基本的概念存在误解，但我的大脑现在无法理解！

- Nicolas Lefebvre

Answer 1

GLSL中的normalize函数并不直接处理齐次坐标。它将坐标解释为属于R^4。这通常不是您想要的结果。但是，如果vtx_data.worldspace_position.w == 0，那么normalize应该会产生相同的结果。

我不知道vec3 pointOnSphere = normalize(vtx_data.worldspace_position);的含义，因为左侧的类型也应该是vec4。

- Stefan Hanke

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vec3 pointOnSphere = normalize(vtx_data.worldspace_position) 是我在调试代码生成这个问题的截图时打错的一个笔误 :o 抱歉！感谢您的回答！ - Nicolas Lefebvre