javascript - 如何通过GLSL在THREE.js中实现MeshNormalMaterial？

Question

我想实现一个像 MeshNormalMaterial 这样的着色器，但我不知道如何将法线转换为彩色。

在 THREE.js 中:

我的测试1:

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    vNormal = abs(normal);
    gl_Position = matrix_viewProjection * matrix_model * vec4(position, 1.0);
}

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    gl_FragColor = vec4(vNormal, 1.0);
}

我的测试2:

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    vNormal = normalize(normal) * 0.5 + 0.5;
    gl_Position = matrix_viewProjection * matrix_model * vec4(position, 1.0);
}

varying vec3 vNormal;

void main(void) {
    gl_FragColor = vec4(vNormal, 1.0);
}

这些只是测试，我找不到任何有关如何计算颜色的资源...

谁能帮我吗？

谢谢。

Answer 1

如果你想在 View 空间中看到法线向量，你必须将法线向量从模型空间变换到世界空间，再从世界空间变换到 View 空间。这可以通过使用normalMatrix转换法线向量一步完成。 .

varying vec3 vNormal;

void main(void)
{
    vNormal      = normalMatrix * normalize(normal); 
    gl_Position  = matrix_viewProjection * matrix_model * vec4(position, 1.0);
}

由于变化变量在从顶点着色器传递到片段着色器时会进行插值，根据其Barycentric coordinates ，颜色的转换应该在片段着色器中完成。注意，插值后法向量必须再次归一化

varying vec3 vNormal;

void main(void)
{
    vec3 view_nv  = normalize(vNormal);
    vec3 nv_color = view_nv * 0.5 + 0.5; 
    gl_FragColor  = vec4(nv_color, 1.0);
}

由于法向量已归一化，因此其分量在 [-1.0, 1.0] 范围内。如何将其表示为颜色取决于您。
如果您使用 abs 值，则具有相同大小的正值和负值具有相同的颜色表示。颜色的强度随着值的梯度而增加。

使用公式正常 * 0.5 + 0.5，强度从 0 增加到 1。

通常，x 分量表示为红色，y 分量表示为绿色，z 分量表示为蓝色。

通过除以其分量的最大值，可以使颜色饱和:

varying vec3 vNormal;

void main(void)
{
    vec3 view_nv  = normalize(vNormal);
    vec3 nv_color = abs(view_nv); 
    nv_color     /= max(nv_color.x, max(nv_color.y, nv_color.z));
    gl_FragColor  = vec4(nv_color, 1.0);
}