Отображение нормалей касательного пространства — проверка работоспособности шейдера

Я получаю довольно причудливые результаты от моего шейдера отображения нормалей касательного пространства :). В сцене, которую я показываю здесь, чайник и клетчатые стены заштрихованы с помощью моего обычного шейдера Phong-Blinn (очевидно, что отбраковка задней поверхности чайника придает ему слегка эфемерный вид :-)). Я попытался добавить к сфере наложение нормалей, и получился психоделический результат:

Incorrect Normal Mapping on Sphere

Свет исходит справа (почти виден как черное пятно). Карта нормалей, которую я использую для сферы, выглядит так:

Normal Map

Я использую AssImp для обработки входных моделей, поэтому она автоматически вычисляет касательные и бинормали для каждой вершины.

Ниже представлены пиксельные и вершинные шейдеры. Я не слишком уверен, что происходит не так, но меня не удивит, если касательная базисная матрица как-то неверна. Я предполагаю, что мне нужно вычислять вещи в пространстве глаза, а затем преобразовывать векторы глаза и света в касательное пространство, и что это правильный способ сделать это. Обратите внимание, что положение источника света входит в шейдер уже в пространстве обзора.

// Vertex Shader
#version 420

// Uniform Buffer Structures

// Camera.
layout (std140) uniform Camera
{
    mat4 Camera_Projection; 
    mat4 Camera_View;
};

// Matrices per model.
layout (std140) uniform Model
{
    mat4 Model_ViewModelSpace;
    mat4 Model_ViewModelSpaceInverseTranspose;
};

// Spotlight.
layout (std140) uniform OmniLight
{
    float Light_Intensity;

    vec3 Light_Position;            // Already in view space.
    vec4 Light_Ambient_Colour;
    vec4 Light_Diffuse_Colour;
    vec4 Light_Specular_Colour;
};

// Streams (per vertex)
layout(location = 0) in vec3 attrib_Position;
layout(location = 1) in vec3 attrib_Normal;
layout(location = 2) in vec3 attrib_Tangent;
layout(location = 3) in vec3 attrib_BiNormal;
layout(location = 4) in vec2 attrib_Texture;

// Output streams (per vertex)
out vec3 attrib_Fragment_Normal;
out vec4 attrib_Fragment_Position;
out vec3 attrib_Fragment_Light;
out vec3 attrib_Fragment_Eye;

// Shared.
out vec2 varying_TextureCoord;

// Main
void main()
{
    // Compute normal.
    attrib_Fragment_Normal = (Model_ViewModelSpaceInverseTranspose * vec4(attrib_Normal, 0.0)).xyz;

    // Compute position.
    vec4 position = Model_ViewModelSpace * vec4(attrib_Position, 1.0);

    // Generate matrix for tangent basis.
    mat3 tangentBasis = mat3(   attrib_Tangent, 
                                attrib_BiNormal, 
                                attrib_Normal);

    // Light vector.
    attrib_Fragment_Light = tangentBasis * normalize(Light_Position - position.xyz);

    // Eye vector.
    attrib_Fragment_Eye = tangentBasis * normalize(-position.xyz);

    // Return position.
    gl_Position = Camera_Projection * position;
}

... и пиксельный шейдер выглядит так:

// Pixel Shader
#version 420

// Samplers
uniform sampler2D Map_Normal;

// Global Uniforms

// Material.
layout (std140) uniform Material
{
    vec4  Material_Ambient_Colour;
    vec4  Material_Diffuse_Colour;
    vec4  Material_Specular_Colour;
    vec4  Material_Emissive_Colour;

    float Material_Shininess;
    float Material_Strength;
};

// Spotlight.
layout (std140) uniform OmniLight
{
    float Light_Intensity;

    vec3 Light_Position;    
    vec4 Light_Ambient_Colour;
    vec4 Light_Diffuse_Colour;
    vec4 Light_Specular_Colour;
};

// Input streams (per vertex)
in vec3 attrib_Fragment_Normal;
in vec3 attrib_Fragment_Position;
in vec3 attrib_Fragment_Light;
in vec3 attrib_Fragment_Eye;

// Shared.
in vec2 varying_TextureCoord;

// Result
out vec4 Out_Colour;

// Main
void main(void)
{
    // Compute normals.
    vec3 N = normalize(texture(Map_Normal, varying_TextureCoord).xyz * 2.0 - 1.0);  
    vec3 L = normalize(attrib_Fragment_Light);
    vec3 V = normalize(attrib_Fragment_Eye);
    vec3 R = normalize(-reflect(L, N));

    // Compute products.
    float NdotL = max(0.0, dot(N, L));
    float RdotV = max(0.0, dot(R, V));

    // Compute final colours.
    vec4 ambient  = Light_Ambient_Colour * Material_Ambient_Colour;
    vec4 diffuse  = Light_Diffuse_Colour * Material_Diffuse_Colour * NdotL;
    vec4 specular = Light_Specular_Colour * Material_Specular_Colour * (pow(RdotV, Material_Shininess) * Material_Strength);

    // Final colour.
    Out_Colour = ambient + diffuse + specular;      
}

Редактировать: 3D Studio Render сцены (чтобы показать, что UV на сфере в порядке):

enter image description here

9
задан Robinson 5 April 2012 в 16:38
поделиться