c++ - 平坦水面上的法线贴图会产生不正确的镜面高光

Question

我有一个平坦的水面，上面附有 dudv 和法线贴图。 dudv 贴图工作正常，法线贴图也正确附加(可视化法线贴图看起来应该如此)。 尽管光线方向不正确，但镜面高光总是显示在错误的位置。照明在没有法线贴图的情况下也能正常工作，所以我不相信这是光的方向，但可能与切线空间有关。由于我是根据一组静态 vector 计算切线空间的，所以我很困惑哪里可能出错。

我在顶点着色器中创建了 TBN 矩阵，用于创建发送到片段着色器的切线空间 vector :

const vec3 TANGENT = vec3(1.0, 0.0, 0.0);
const vec3 NORMAL = vec3(0.0, 1.0, 0.0);
const vec3 BITANGENT = vec3(0.0, 0.0, -1.0);

out vec3 FragPos;
out vec3 TangentFragPos;
out vec3 TangentLightDir;
out vec3 TangentPlayerPos;

void main()
{
    FragPos = vec3(model * vec4(vertex, 1.0));
    mat3 mod = transpose(inverse(mat3(model)));
    [...]
    vec3 n = normalize(mod * NORMAL);
    vec3 t = normalize(mod * TANGENT);
    vec3 b = normalize(mod * BITANGENT);
    mat3 TBN = transpose(mat3(t, b, n));
    TangentFragPos =  TBN * FragPos;
    TangentLightDir =  TBN * sun.Position.xyz;
    TangentPlayerPos =  TBN * playerPos;
}

然后在片段着色器中，我从法线贴图中采样一个法线 vector ，并使用转换后的切线空间 vector 来计算镜面高光:

in vec3 FragPos;
in vec3 TangentFragPos;
in vec3 TangentLightDir;
in vec3 TangentPlayerPos;

uniform sampler2D normalMap;

void main()
{    
    [...]
    vec3 normal = texture(normalMap, vec2(TexCoords * TextureScale) + vec2(Time)).xyz;
    normal = normalize(normal * 2.0 - 1.0);
    // normal = vec3(0.0, 0.0, 1.0); // this gives proper specular highlights, but not mapped

    // Specular lighting
    vec3 lightDir = normalize(-TangentLightDir);
    viewDir = normalize(TangentPlayerPos - TangentFragPos);
    vec3 reflectDir = normalize(reflect(-lightDir, normal));
    float spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), 64);
    vec3 lighting = sun.Specular * spec * fresnel;

    color.xyz *= lighting;       
}

请注意，我在世界空间中进行照明。

在没有法线贴图的情况下，照明效果很好，但是一旦我将 TBN 矩阵引入方程式，镜面高光在水面上的方向就不正确。

编辑

我添加了一张图片以查看它当前的外观以及镜面反射光的位置。这可能会增加对问题的一些额外了解:

EDIT2

奇怪的是。如果我手动将法线 vector 定义为 vec3(0.0, 0.0, 1.0)(在切线空间中指向上方)，我会得到完美的镜面反射高光(但没有映射变化)，一旦我从法线贴图，我再次得到不正确的高光，所以我想说问题的原因是法线。然而，我使用的法线贴图是您通常会看到的默认法线贴图，如下所示:

为什么一旦我从此法线贴图(它应该在切线空间中)获取法线，镜面高光就会崩溃？

Answer 1

现在已经调试了一个多星期，我终于找到了问题所在。我一直在使用 Gamma 校正，默认情况下我的纹理类使用 GL_SRGB 属性加载纹理作为纹理的内部格式，以便 OpenGL 正确地将 Gamma 校正纹理转换为其线性兄弟。

问题是我还用这个纹理类加载了 dudv 和 Normal 贴图，但没有更改此属性，因此法线和 dudv 贴图应用了 OpenGL 的 gamma-> 线性校正，因此给出了不正确的结果。

使用 GL_RGB 加载这些纹理解决了这个问题。