现代GLSL中的半向量是什么？

Question

http://www.lighthouse3d.com/opengl/glsl/index.php?ogldir2 报告称，在OpenGL上下文中，半向量的计算方法为'眼位置-光源位置'，但随后它又说'幸运的是，OpenGL已经为我们计算好了'（这种方法现已废弃）。

如何实际计算半向量（提供一个简单的示例将非常有帮助）[主要是我不明白“眼睛”是什么以及它怎样被推导出来]。

目前我已成功使用半向量为光源的方法计算镜面反射（视觉效果良好）。

vec3 Light = normalize(light_position - vec3(out_Vertex));

现在，我不知道为什么它起作用了。

[如果我至少知道“Eye”是什么以及如何实际推导它。]

- j riv

Answer 1

半向量（half-vector）用于镜面反射光照，并代表着表面微小不完美处的法线。这些不完美会使得入射光线反射朝向观察者。当半向量越接近表面法线，更多的不完美会与实际表面法线对齐。平滑的表面会有较少指向远离表面法线的不完美，因此产生的高光更加锐利，随着半向量偏离实际法线越来越远，光线强度下降得也更明显。这种下降的量由镜面项控制，它是余弦值与半向量和法向量之间的幂次方，因此平滑的表面具有更高的幂次方。

我们称其为半向量(H)，因为它位于指向光源的向量（光线向量L）和指向观察者的向量（视点位置(0,0,0)减去在眼空间中的顶点位置，视线向量V）的中间位置。在计算H之前，请确保指向光源的向量和视点位置在同一坐标空间内（旧版OpenGL使用眼空间）。

H = normalize( L + V )

你的计算是正确的，但你的变量名称可能更加准确。这里的“light_position”一词并不完全正确，因为你引用的教程是定向光教程，根据定义，定向光没有位置。 定向光的光矢量与顶点无关，所以在这里，你已经将几个方程组合在一起了。请记住，光矢量指向光源，与光子从光源流动的方向相反。

// i'm keeping your term here... I'm assuming
// you wanted to simulate a light coming from that position
// using a directional light, so the light direction would
// be -light_position, making
// L = -(-light_position) = light_position
vec3 L = light_position;
     // For a point light, you would need the direction from
     // the point to the light, so instead it would be
     // light_position - outVertex
vec3 V = -out_Vertex;
     // really it is (eye - vertexPosition), so (0,0,0) - out_Vertex
vec3 H = normalize(L + V);

- pyj

Answer 2

在片段着色器中，顶点坐标可以被视为从相机（或观察者的“眼睛”）到当前片段的向量，因此通过反转该向量的方向，我们就得到了您要查找的“Eye”向量。在计算Half-vector时，您还需要注意光源位置向量的方向，在您提供的网页上，它指向表面，而在http://en.wikipedia.org/wiki/Blinn%E2%80%93Phong_shading_model中则指向远离表面的方向。

- Daniel

---

你的意思是 Eye 只有 1/out_Vertex.x、1/out_Vertex.y 和 1/out_Vertx.z 吗？ - j riv

不好意思，我之前措辞有误。我的意思是Eye=(-out_Vertex.x, -out_Vertex.y, -out_Vertex.z)。 - Daniel