我正在 WebGL 中渲染一个简单的圆环。旋转顶点工作正常,但法线有问题。当围绕单个轴旋转时,它们保持正确的方向,但是当围绕第二个轴的旋转增加时,法线开始以错误的方式向上旋转,直到其中一个旋转为 180°,然后法线的旋转方向与完全相反他们应该。
我认为问题出在用于旋转的四元数上,但我无法确定出了什么问题。
这是我项目的一个(稍作修改,但仍显示问题)jsfiddle:https://jsfiddle.net/dt509x8h/1/
在 fiddle 的 html 部分中,有一个 div 包含我正在读取的 obj 文件中的所有数据,以生成环面(尽管分辨率较低)。
顶点着色器:
attribute vec4 aVertexPosition;
attribute vec3 aNormalDirection;
uniform mat4 uMVPMatrix;
uniform mat3 uNMatrix;
varying vec3 nrm;
void main(void) {
gl_Position = uMVPMatrix * aVertexPosition;
nrm = aNormalDirection * uNMatrix;
}
片段着色器:
varying vec3 nrm;
void main(void) {
gl_FragColor = vec4(nrm, 1.0);
}
更新矩阵(在有输入时运行):
mat4.perspective(pMatrix, Math.PI*0.25, width/height, clipNear, clipFar); //This is actually not run on input, it is just here to show the creation of the perspective matrix
mat4.fromRotationTranslation(mvMatrix, rotation, position);
mat3.normalFromMat4(nMatrix, mvMatrix);
mat4.multiply(mvpMatrix, pMatrix, mvMatrix);
var uMVPMatrix = gl.getUniformLocation(shaderProgram, "uMVPMatrix");
var uNMatrix = gl.getUniformLocation(shaderProgram, "uNMatrix");
gl.uniformMatrix4fv(uMVPMatrix, false, mvpMatrix);
gl.uniformMatrix3fv(uNMatrix, false, nMatrix);
创建旋转四元数(鼠标移动时调用):
var d = vec3.fromValues(lastmousex-mousex, mousey-lastmousey, 0.0);
var l = vec3.length(d);
vec3.normalize(d,d);
var axis = vec3.cross(vec3.create(), d, [0,0,1]);
vec3.normalize(axis, axis);
var q = quat.setAxisAngle(quat.create(), a, l*scale);
quat.multiply(rotation, q, rotation);
仅围绕 Y 轴旋转环面,法线指向正确的方向:
围绕两个轴旋转环面。法线指向各处:
我正在使用 glMatrix v2.3.2 适用于所有矩阵和四元数运算。
更新:
似乎仅围绕 Z 轴旋转(通过将
quat.setAxisAngle
的输入轴明确设置为 [0,0,1]
或使用 quat.rotateZ
)也会导致法线向相反方向旋转。将
axis
的 z 分量归零没有帮助。更新2:
旋转
quat.rotateX(q, q, l*scale); quat.rotateY(q, q, l*scale); quat.multiply(rotation, q, rotation);
看起来是正确的,但是一旦引入围绕 Z 的旋转,z 法线就开始四处移动。使用 x 或 y 鼠标值的差异而不是
l
导致所有法线移动,使用大不相同的 scale
也是如此。 - x 和 y 的值。更新 3:将着色器中的乘法顺序更改为
uNMatrix * aNormalDirection
导致法线总是以错误的方式旋转。
最佳答案
就我而言,问题在于我如何从 .obj 文件加载数据。我已经反转了所有顶点的 z 位置,但法线是从非反转顶点生成的。
使用非反转 z 位置和翻转法线矩阵乘法修复了问题。
关于matrix - 对象旋转时法线旋转错误,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/32053411/