c++ - 着色器中的 gl_NormalMatrix 和 gl_ModelViewMatrix 是什么？

Question

很多谷歌搜索都假设你对这些矩阵代表什么有基本的了解，而我却没有。

我了解 vector 和矩阵及其运算。

我想引用我无法理解的最简单的着色器代码，将法线和顶点放在眼空间中:

//vertex shader
varying vec4 color;
varying vec3 N;
varying vec3 v;
void main(void)
{

    v = vec3(gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex);
    N = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);

    color = gl_Color;

    gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;
} 

我的问题:

(i) 当顶点着色器循环遍历每个顶点时，gl_ModelViewMatrix 是否随着每个顶点循环而改变？或者 gl_ModelViewMatrix 是否在每次顶点迭代中保持不变，并且可以将任何顶点转换为眼空间？

(ii) 与我的第一个问题类似，但 gl_NormalMatrix 包含哪些信息？它是否包含场景中每条法线的信息，以及它如何将进入顶点着色器的当前顶点法线转换为眼空间？或者矩阵是否随着每个顶点进入顶点着色器而改变，这就是它如何将进入顶点着色器的当前顶点的法线转换为眼睛空间？

Answer 1

两个指定的矩阵都是 uniform。统一值是常量，它们不会在顶点之间改变(与 varying 变量相反，后者针对每个片段和 attribute - 针对每个顶点而改变)。

gl_ModelViewMatrix 是 GL_MODELVIEW 矩阵的预定义统一变量集(受 glLoadIdentity、glTranslate、 glRotate、glScale 或 glLoadMatrix)。

gl_NormalMatrix 是 transpose(inverse(gl_ModelViewMatrix))，它是相同的矩阵，但比例因子倒置。可以在 http://www.arcsynthesis.org/gltut/Illumination/Tut09%20Normal%20Transformation.html 找到对这项技术的很好解释。

请注意，这种预定义制服在较新版本的 OpenGL 中已弃用(并且矩阵操作函数也已弃用)。