使用GLSL片段着色器为每个三角形/面绘制纯色的方法

Question

我有包含每个三角形（面）的颜色数据和顶点数据，而不是每个顶点的颜色数据。也就是说，一个顶点被多个面共享，每个面可能有不同的颜色。

在GLSL中，我应该如何解决这个问题以获得每个正在渲染的面的单一颜色分配？计算和分配“顶点颜色”缓冲区通过平均邻近多边形的颜色很容易，但这当然会产生模糊的结果，在片段着色器中进行颜色插值。

我真正需要的不应该是任何插值的颜色值，一旦按预期工作，我将使用大约15种可能的纯色对大约40k个三角形进行着色。

- Manius

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请参见：https://dev59.com/yG025IYBdhLWcg3wW0oc - Ville Krumlinde

Answer 1

虽然你可以在高端GLSL中完成这个操作，但正确的实心着色方式是为每个三角形创建唯一的顶点。这是一个微不足道的循环。对于每个顶点，计算共享它的三角形数量。这就是你必须复制它的次数。确保你的循环是O(n)。然后将每个顶点的颜色或法线设置为三角形的颜色或法线。再次进行直线循环。不要费心为共享颜色进行优化，这是不值得的。

编辑时间较晚，因为这是一个流行的答案：

要进行平面每面着色，可以在世界或视图空间中插值顶点位置。然后在片段着色器中计算此变量的ddx(dFdx)和ddy(dFdy)。取这两个向量的叉积并归一化 - 你得到了一个平面法线！完全不需要网格更改或每个顶点数据。

- starmole

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我关心性能问题，但如果所有几何体都在一个中，那么可能不是问题。得看看它的表现如何。另一个我没有提到的复杂情况是，我希望能够从这种“模式”切换到完全多纹理、混合模式。但我也可以只切换网格可见性。 - Manius

这是一段时间以前的事情了，但这就是我最终所需要的。只需复制所有顶点，没有三角形共享相同的顶点索引。 - Manius

Answer 2

OpenGL没有“每个面”属性。请参考：

如何在使用索引顶点数组时指定每个面的颜色？

我看到了几个可能的选项：

1. 放弃索引数组，为每个面使用单独的顶点，就像starmole建议的那样。
2. 为每种颜色创建一个索引数组。使用材料而不是顶点颜色，并在绘制每个颜色的索引数组三角形后更改材料。
3. 如果几何图形允许，您可以确保由索引数组指定的最后一个顶点具有正确的面顶点颜色，然后使用GL_FLAT着色或片段着色器仅使用最后一个顶点颜色。

- dschaeffer

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您能详细说明第三点吗？特别是在片元着色器中“使用最后一个顶点颜色”的能力-我们如何从frag shader访问片元的顶点？ - Manius

Answer 3

除了其他答案外，您还可以使用gl_PrimitiveID变量，这是片段着色器的输入（不知道从哪个版本开始），并且对于每个三角形都会隐式递增。然后，您可以使用此变量查找颜色（可以从颜色缓冲区纹理或15种颜色颜色映射的颜色索引中查找，或者直接从原始id进行一些直接计算）。但是不要问我这种方法的性能。

- Christian Rau

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如果我尝试这个，你知道那个ID变量是针对每个网格应用的，还是ID将递增以渲染每个三角形？我会担心ID是否一致，以及其他网格是否会使计数失误。 - Manius

@Crusader 对于每个glDraw...命令（以及每个glDrawMulti...命令的每个实例），ID都设置为零，并且在绘制原语（三角形）时每次都会增加，因此是的ID是一致的，只取决于当前的glDraw...命令。 - Christian Rau