我正在尝试在 Vulkan 着色器中为单个光源实现 Blinn-Phong 着色,但我得到的结果不是我所期望的。
灯光位置应在相机右侧的后面,这在图里上正确表示,但在圆圈上却没有。我不希望在圆圈中间有高强度点。
灯光位置在坐标 (10, 10, 10)。
圆心强度高的点为(0,0,0)。
顶点着色器:
#version 450
#extension GL_ARB_separate_shader_objects : enable
layout(binding = 0) uniform MVP {
mat4 model;
mat4 view;
mat4 proj;
} mvp;
layout(location = 0) in vec3 inPosition;
layout(location = 1) in vec3 inColor;
layout(location = 2) in vec2 inTexCoord;
layout(location = 3) in vec3 inNormal;
layout(location = 0) out vec3 fragColor;
layout(location = 1) out vec2 fragTexCoord;
layout(location = 2) out vec3 Normal;
layout(location = 3) out vec3 FragPos;
layout(location = 4) out vec3 viewPos;
void main() {
gl_Position = mvp.proj * mvp.view * mvp.model * vec4(inPosition, 1.0);
fragColor = inColor;
fragTexCoord = inTexCoord;
Normal = inNormal;
FragPos = inPosition;
viewPos = vec3(mvp.view[3][0], mvp.view[3][1], mvp.view[3][2]);
}
片段着色器:
#version 450
#extension GL_ARB_separate_shader_objects : enable
layout(binding = 1) uniform sampler2D texSampler;
layout(binding = 2) uniform LightUBO{
vec3 position;
vec3 color;
} Light;
layout(location = 0) in vec3 fragColor;
layout(location = 1) in vec2 fragTexCoord;
layout(location = 2) in vec3 Normal;
layout(location = 3) in vec3 FragPos;
layout(location = 4) in vec3 viewPos;
layout(location = 0) out vec4 outColor;
void main() {
vec3 color = texture(texSampler, fragTexCoord).rgb;
// ambient
vec3 ambient = 0.2 * color;
// diffuse
vec3 lightDir = normalize(Light.lightPos - FragPos);
vec3 normal = normalize(Normal);
float diff = max(dot(lightDir, normal), 0.0);
vec3 diffuse = diff * color;
// specular
vec3 viewDir = normalize(viewPos - FragPos);
vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, normal);
float spec = 0.0;
vec3 halfwayDir = normalize(lightDir + viewDir);
spec = pow(max(dot(normal, halfwayDir), 0.0), 32.0);
vec3 specular = vec3(0.25) * spec;
outColor = vec4(ambient + diffuse + specular, 1.0);
}
注意: 我正在尝试从 this 实现着色器Vulkan 教程。
最佳答案
这似乎只是使用正确坐标系的问题。由于您的问题缺少一些重要信息,因此我将不得不做出一些假设。首先,基于您有一个模型矩阵并且场景中显然有多个对象这一事实,我假设您的世界空间和对象空间通常不相同。此外,我假设您的 model
矩阵从对象空间转换为世界空间,您的 view
矩阵从世界空间转换为 View 空间,而您的 proj
矩阵从 View 空间转换到裁剪空间。我还将假设您的 inPosition
和 inNormal
属性位于对象空间坐标中。
基于所有这些,您的 viewPos
只是采用 View 矩阵的最后一列,它将不包含世界空间中的相机位置。最后一行也不会。 View 矩阵从世界空间转换到 View 空间。它的最后一列对应于从相机的角度来看指向世界空间原点的 vector 。您的 FragPos
和 Normal
将位于对象空间中。而且,根据你在问题中所说的,你的灯光位置在世界空间中。所以最后,您只是将相对于完全不同的坐标系的坐标混合在一起。例如:
vec3 lightDir = normalize(Light.lightPos - FragPos);
在这里,您要从世界空间位置减去对象空间位置,这将产生一个完全没有意义的结果。然后将这个无意义的结果归一化并用对象空间方向点缀
float diff = max(dot(lightDir, normal), 0.0);
此外,即使 viewPos
是世界空间相机位置,这
vec3 viewDir = normalize(viewPos - FragPos);
仍然没有意义,因为 FragPos
是在对象空间坐标中给出的。
只有当涉及的所有 vector 都相对于同一坐标系时,对坐标 vector 的操作才有意义。选择哪个坐标系并不重要。但是你必须选择一个。确保所有 vector 实际上都相对于该坐标系,例如世界空间。如果某些 vector 恰好不在该坐标系中,则必须将它们转换到该坐标系中。只有当你所有的 vector 都在同一个坐标系中时,你的着色计算才有意义......
要获取 viewPos
,您可以采用逆 View 矩阵的最后一列(如果由于某种原因您碰巧已经在某处拥有它),或者只是将相机位置作为附加制服传递.此外,与其一次又一次地将模型 View 和投影矩阵相乘,而是为每个顶点一次,考虑将组合的模型- View -投影矩阵传递给着色器......
除此之外:请注意,如果表面实际上朝向光,您很可能只想拥有镜面反射分量。
关于c++ - 如何修复不正确的 Blinn-Phong 光照,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/55443308/