c++ - OpenGL 网站中的 Phong 照明

Question

我正在阅读 opengl.org 中的以下 Phong 照明着色器:

Phong Illumination in Opengl.org

顶点和片段着色器如下:

顶点着色器:

 varying vec3 N;
 varying vec3 v;
 void main(void)  
 {     
   v = vec3(gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex);       
   N = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);
   gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;  
 }

片段着色器:

varying vec3 N;
varying vec3 v;    
void main (void)  
{  
   vec3 L = normalize(gl_LightSource[0].position.xyz - v);   
   vec3 E = normalize(-v); // we are in Eye Coordinates, so EyePos is (0,0,0)  
   vec3 R = normalize(-reflect(L,N));  

   //calculate Ambient Term:  
   vec4 Iamb = gl_FrontLightProduct[0].ambient;    

   //calculate Diffuse Term:  
   vec4 Idiff = gl_FrontLightProduct[0].diffuse * max(dot(N,L), 0.0);
   Idiff = clamp(Idiff, 0.0, 1.0);     

   // calculate Specular Term:
   vec4 Ispec = gl_FrontLightProduct[0].specular 
                * pow(max(dot(R,E),0.0),0.3*gl_FrontMaterial.shininess);
   Ispec = clamp(Ispec, 0.0, 1.0); 
   // write Total Color:  
   gl_FragColor = gl_FrontLightModelProduct.sceneColor + Iamb + Idiff + Ispec;     
}

我想知道他计算观众 vector 或 v 的方式。因为通过将顶点位置与 gl_ModelViewMatrix 相乘，结果将在 View 矩阵中(与世界坐标相比， View 坐标大部分时间都在旋转)。

所以，我们不能简单地从v中减去光的位置来计算L vector ，因为它们不在同一个坐标系中。此外，L 和 N 之间的点积结果也不正确，因为它们的坐标不相同。我说得对吗？

Answer 1

So, we cannot simply subtract the light position from v to calculate the L vector, because they are not in the same coordinates system. Also, the result of dot product between L and N won't be correct because their coordinates are not the same. Am I right about it?

没有。

gl_LightSource[0].position.xyz 不是您设置 GL_POSITION 的值。在 glLight() 调用时，GL 会自动将位置乘以当前 GL_MODELVIEW 矩阵。照明计算完全在固定功能 GL 的眼空间中完成。所以 V 和 N 都必须转换为眼睛空间，而 gl_LightSource[].position 已经转换为眼睛空间，所以代码是正确的，实际上并没有混合不同的坐标空间。

您正在使用的代码依赖于已弃用的功能，使用了 GL 的许多旧的固定功能特性，包括那个特定问题。在现代 GL 中，那些内置的制服和属性不存在，您必须定义自己的 - 您可以随意解释它们。

您当然也可以忽略该约定，仍然使用不同的坐标空间进行内置光照计算，并通过在设置位置(通常情况下，光的世界空间位置已设置，而 GL_MODELVIEW 矩阵仅包含 View 变换，因此出现了一些世界静止光源的眼睛空间光位置，但您可以做任何事情你喜欢)。但是，所提供的代码旨在作为固定功能管道的“直接”替代品，因此它将以与固定功能管道相同的方式解释那些内置制服和属性。