Swift SceneKit光照和影响发射纹理

Question

Swift SceneKit光照和影响发射纹理

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我正在开发一个关于太阳系的应用程序。我试图关闭发射纹理，即当光线照射行星表面时显示的发射点。但问题是，默认情况下，发射纹理始终显示发射点，无论光线是否存在。我的要求简而言之：（我想隐藏发射点，在光线照射表面的地方）

override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()

    let scene = SCNScene()

    let earth = SCNSphere(radius: 1)
    let earthNode = SCNNode()
    let earthMaterial = SCNMaterial()
    earthMaterial.diffuse.contents = UIImage(named: "earth.jpg")
    earthMaterial.emission.contents = UIImage(named: "earthEmission.jpg")
    earth.materials = [earthMaterial]
    earthNode.geometry = earth
    scene.rootNode.addChildNode(earthNode)

    let lightNode = SCNNode()
    lightNode.light = SCNLight()
    lightNode.light?.type = .omni
    lightNode.position = SCNVector3(x: 0, y: 10, z: 5)
    scene.rootNode.addChildNode(lightNode)

    sceneView.scene = scene


}

- Joseph

目前面临相同的问题，发射应该仅在夜间显示，即由SCNLight照亮的一侧。有人有任何想法吗？ - Bersaelor

SceneKit有纹理的位图遮罩功能吗？ - Confused

2个回答

1

我喜欢Lësha的回答，对着色器进行了小修改，以便它可以在较低的光照条件下工作。添加了一个阈值（t），低于该阈值的发射值将不会显示，在阈值和零之间，它会在漫反射和漫反射+发射之间插值。更改t值会调整表示夜间和白天过渡的带的宽度。由于我使用的发射纹理看起来过于明亮，因此还在发射公式上附加了一个0.5乘数。

let shaderModifier =
"""
uniform sampler2D emissionTexture;

vec3 light = _lightingContribution.diffuse;
float lum = max(0.0, 1 - (0.2126*light.r + 0.7152*light.g + 0.0722*light.b));
vec4 emission = texture2D(emissionTexture, _surface.diffuseTexcoord) * lum * 0.5;
float t = 0.11; // no emission will show above this threshold
_output.color = vec4(
    light.r > t ? _output.color.r : light.r/t * _output.color.r + (1-light.r/t) * (_output.color.r + emission.r),
    light.g > t ? _output.color.g : light.g/t * _output.color.g + (1-light.g/t) * (_output.color.g + emission.g),
    light.b > t ? _output.color.b : light.b/t * _output.color.b + (1-light.b/t) * (_output.color.b + emission.b),1);
"""

- hackfly

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Lësha Turkowski · Accepted Answer

SceneKit的着色器修改器非常适合这种任务。

您可以在此处查看最终结果的镜头。

片段着色器修改器

我们可以使用_lightingContribution.diffuse(代表应用于漫反射的光照的RGB（vec3）颜色)，来确定一个对象（在本例中为地球）的被照亮区域，并将其用于在片段着色器修改器中遮罩发射纹理。

您可以随意使用它，这是我想出的最简单的解决方案（使用GLSL语法，但如果您使用它，则会自动转换为Metal）。

uniform sampler2D emissionTexture;

vec3 light = _lightingContribution.diffuse;
float lum = max(0.0, 1 - (0.2126*light.r + 0.7152*light.g + 0.0722*light.b)); // 1
vec4 emission = texture2D(emissionTexture, _surface.diffuseTexcoord) * lum; // 2, 3
_output.color += emission; // 4

计算_lightingContribution.diffuse颜色的亮度（使用此处的公式）（如果光照不是纯白色）
从1中减去它，以获得“暗面”的亮度
使用漫反射UV坐标从自定义纹理获取发射，并通过乘法应用亮度
将其添加到最终输出颜色中（与常规发射应用方式相同）

着色器部分就这样，现在让我们看看Swift方面的事情。

Swift设置

首先，我们不会使用材质的emission.contents属性，而是需要创建一个自定义的SCNMaterialProperty。

let emissionTexture = UIImage(named: "earthEmission.jpg")!
let emission = SCNMaterialProperty(contents: emissionTexture)

使用setValue(_:forKey:)将其设置为材料

earthMaterial.setValue(emission, forKey: "emissionTexture")

注意：关注关键点 - 它应该与着色器修饰符中的统一变量相同。此外，您不需要自己持久化材质属性，setValue 会创建一个强引用。

现在只需将片段着色器修改器设置为材质即可：

let shaderModifier =
"""
uniform sampler2D emissionTexture;

vec3 light = _lightingContribution.diffuse;
float lum = max(0.0, 1 - (0.2126*light.r + 0.7152*light.g + 0.0722*light.b));
vec4 emission = texture2D(emissionTexture, _surface.diffuseTexcoord) * lum;
_output.color += emission;
"""
earthMaterial.shaderModifiers = [.fragment: shaderModifier]

以下是这个着色器修改器的运动镜头视频。

请注意，光源必须非常亮，否则“球体”周围会出现暗淡的灯光。在您的设置中，我不得不将lightNode.light?.intensity设置为至少2000才能按预期工作。您可能需要尝试计算发光度并将其应用于发射以获得更好的结果。

如果您需要，_lightingContribution是片段着色器修改器中可用的结构，还具有ambient和specular成员（下面是Metal语法）：

struct SCNShaderLightingContribution {
    float3 ambient;
    float3 diffuse;
    float3 specular;
} _lightingContribution;