如何在glsl中计算gl_FragCoord

Question

在我的GLSL片段着色器中，我想要能够计算碎片距离空间中特定直线的距离。

为此，我首先尝试使用在顶点着色器中设置的可变vec2来反映最终出现在gl_FragCoord中的内容：

varying vec2 fake_frag_coord;
//in vertex shader:
gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
fake_frag_coord=(gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex).xy;

现在在片元着色器中，我期望：

gl_FragCoord.xy==fake_frag_coord

但是它不工作。管线对 gl_Position 执行了什么操作，将其转换为 gl_FragCoord，我在处理 fake_frag_coord 时忽略了什么操作？

- DaedalusFall

Answer 1

gl_FragCoord是屏幕坐标，因此您需要有关屏幕大小等信息才能根据位置生成它。您生成的fake_frag_coord将对应于标准化设备坐标中的屏幕点（我想是-1到1）。因此，如果您在特定维度上乘以半个屏幕大小，然后添加该大小，您将获得实际的屏幕像素。

- Jay Kominek

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我之前对你的错误评判是错误的，但是关于使用 gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex 可能会引入计算错误这一点是正确的。 - Razzupaltuff

吹毛求疵一下：实际上，这将为您提供剪辑空间坐标，而不是标准化设备坐标，因为您没有执行光栅化过程（在顶点着色器和片段着色器之间）中发生的透视除法。http://www.glprogramming.com/red/chapter03.html#name1 - Pike65

@Pike65 这不仅仅是一个小问题，它应该会导致透视投影的完全不同的值。 - Christian Rau

gl_FragCoord.xy==gl_Position.xy/gl_Position.w这段代码是否会进行透视除法？ - toolchainX

Answer 2

我希望我有更多的声望，这样我也可以吹毛求疵。 这是我知道的。 OpenGL会自动为您执行除法运算，因此当一个位置到达片段着色器时，它已经处于NDC坐标系中，此时W将为1.0，唯一需要除以W的时间是如果您想在CPU端执行相同的数学运算并获得相同的结果，或者出于某种奇怪的原因，您想在顶点着色器中获取NDC坐标。

- Homer

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gl_FragCoord 不在标准化设备坐标系中，而是在窗口坐标系中。 - Reto Koradi

Answer 3

你遇到的问题是在着色器中计算的 gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex 并不总是与固定功能管线产生的结果相同。为了获得相同的结果，请使用 fake_frag_coord = ftransform()。

编辑：

然后根据屏幕尺寸进行缩放。

- Razzupaltuff

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ftransform生成位置，而不是fragcoord。问题并不是在问如何获取位置。 - Jay Kominek

我的答案并不完全错误。你需要根据屏幕尺寸来缩放fake_frag_coord，但是使用fake_frag_coord = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex或者=ftransform()可能会得到不同的结果。 - Razzupaltuff

Answer 4

varying vec2 fake_frag_coord;
//in vertex shader:

fake_frag_coord=(gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex).xy

- medjebbar