GLSL点积的故障

Question

所以我试着用OpenGL实现基本的漫射照明。我编写了一个简单的着色器，它使用法向量和光矢量，并使用所述向量的点积计算像素的亮度。以下是我的成果：

• 来自左侧的光(1，0，0作为光矢量)

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• 光线下降(0，-1，0作为光矢量)

​

• 来自后方的光(0，0，1作为光矢量)

​

正如您所看到的，对于前两种情况，它工作得很好，但是对于第三种情况，它完全崩溃了。顺便说一句，0，0，-1也不起作用，而0，1，1，1的输出与光线出现的情况相同(0，1，0)。这是我的着色器：

• 顶点着色器：

#version 330 core

layout (location = 0) in vec3 aPos;
layout (location = 1) in vec3 aNormal;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

uniform vec3 lightDirection;

out vec3 normal;
out vec3 lightDir;

void main()
{
    normal = normalize(aNormal);
    lightDir = normalize(lightDirection);

    gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0f);
}

• 碎片着色器：

#version 330 core

in vec3 normal;
in vec3 lightDir;

out vec4 FragColor;

void main()
{
    float grey = max(dot(-lightDir, normal), 0.0f);
    FragColor = vec4(grey, grey, grey, 1.0f);
}

我猜想这个问题与网点产品有关，但我找不到原因。

Answer 1

用公式max(dot(-lightDir, normal), 0.0f);计算漫射光。因此，如果dot (-lightDir, normal)小于0，则场景完全是黑色的。

2 单位向量的余弦是两个向量间夹角的余弦。因此，当夹角> 90°和< 270°时，结果小于0。

这意味着，当物体在背面被点燃时，它将呈现出完全的黑色。

光的方向是世界空间中的一个矢量。只有当法线也是世界空间中的向量时，dot(-lightDir, normal)才有意义。

将normal从模型空间转换为世界空间：

normal = inverse(transpose(mat3(model))) * normalize(aNormal);

(为什么要用模型视图矩阵的逆转置来转换法线？)