OpenGL计算法线(四边形)

Question

我的问题是关于OpenGL和Normals，我理解它们背后的数学原理，并且我正在取得一些成功。

下面附加的函数接受交错顶点数组，并计算每4个顶点的法线。这些表示具有相同方向的四边形。根据我的理解，这4个顶点应该共享相同的法线。只要他们面朝同样的方向。

我遇到的问题是，我的四边形是用对角线渐变渲染的，就像这样：Light Effect --除了阴影在中间，光线在角落。

我以一致的方式绘制我的四边形。TopLeft、TopRight、BottomRight、BottomLeft，我用来计算法线的顶点是TopRight - TopLeft和BottomRight - TopLeft。

希望有人能看到我犯了错误的东西，但我已经在这几个小时了，但没有成功。

为了记录，我渲染了一个立方体，并且在我的对象旁边有一个茶壶来检查我的照明是否正常工作，所以我相当确定没有关于光位置的问题。

void CalculateNormals(point8 toCalc[], int toCalcLength)
{
    GLfloat N[3], U[3], V[3];//N will be our final calculated normal, U and V will be the subjects of cross-product
    float length;

for (int i = 0; i < toCalcLength; i+=4) //Starting with every first corner QUAD vertice
{
    U[0] = toCalc[i+1][5] - toCalc[i][5]; U[1] = toCalc[i+1][6] - toCalc[i][6]; U[2] = toCalc[i+1][7] - toCalc[i][7]; //Calculate Ux Uy Uz 
    V[0] = toCalc[i+3][5] - toCalc[i][5]; V[1] = toCalc[i+3][6] - toCalc[i][6]; V[2] = toCalc[i+3][7] - toCalc[i][7]; //Calculate Vx Vy Vz

    N[0] = (U[1]*V[2]) - (U[2] * V[1]);
    N[1] = (U[2]*V[0]) - (U[0] * V[2]);
    N[2] = (U[0]*V[1]) - (U[1] * V[0]);

    //Calculate length for normalising
    length = (float)sqrt((pow(N[0],2)) + (pow(N[1],2)) + (pow(N[2],2)));

    for (int a = 0; a < 3; a++)
    {
        N[a]/=length;
    }

    for (int j = 0; i < 4; i++)
    {
                    //Apply normals to QUAD vertices (3,4,5 index position of normals in interleaved array)
        toCalc[i+j][3] = N[0]; toCalc[i+j][4] = N[1]; toCalc[i+j][5] = N[2];
    }
}
}

Answer 1

看起来您是在从索引5、6和7中获取用于计算的顶点位置值，然后写出索引3、4和5处的法线。请注意索引5是如何在这两个位置上使用的。我想他们中有一个是错的。

Answer 2

看起来你的for-loops在咬你。

for (int i = 0; i < toCalcLength; i+=4) //Starting with every first corner QUAD vertice
{
  ...
  for (int j = 0; i < 4; i++)
  { //            ^      ^
    // Should you be using 'j' instead of 'i' here?
    // j will never increment
    // This loop won't be called at all after the first time through the outer loop
    ...
  }
}

Answer 3

您可以使用索引3、4和5来存储正常：

toCalc[i+j][3] = N[0]; toCalc[i+j][4] = N[1]; toCalc[i+j][5] = N[2];

和您可以使用索引5、6和7来获取点坐标：

U[0] = toCalc[i+1][5] - toCalc[i][5]; U[1] = toCalc[i+1][6] - toCalc[i][6]; U[2] = toCalc[i+1][7] - toCalc[i][7];

这些索引是重叠的(Norm.x与position.z.z共享相同的索引)，这是不应该发生的。

建议：

1. 把所有的东西都放到了结构中。
2. OR：
   1. 使用数学库。
   2. OR将向量算术放入单独的适当命名的subroutines.

中

​

1. 使用命名变量而不是索引。

通过这样做，您将减少代码中的错误数量。a.position.x比quad[0][5]更容易阅读，而且在没有复制粘贴代码的情况下，修复向量操作中的拼写错误也更容易。

您可以使用联合按索引和名称访问向量组件：

struct Vector3{
    union{
        struct{
            float x, y, z;
        };
        float v[3];
    };
};    

用于计算四边形中的法线

A--B
|  |
C--D

使用公式：

normal = normalize((B.position - A.position) X (C.position - A.position))。

或

normal = normalize((D.position - A.position) X (C.position - B.position))。

其中"X“表示”叉积“。

任何一种方式都可以很好地工作。