在 3D 游戏中渲染具有固定纹理的天空时，人们通常会先在一个立方体贴图中创建 6 个纹理，然后在相机周围渲染一个立方体。在 GLSL 中，您可以使用法线而不是纹理坐标来访问纹理中的像素，并且您可以通过标准化片段相对于相机的位置来轻松获得此法线。然而，这个过程可以用围绕相机的任何形状来完成，因为当你标准化每个位置时，它总是会产生一个球体。 现在我想知道： 为什么它总是一个立方体而不是一个四面体？渲染一个立方体需要 12 个三角形，一个四面体只有 4 个。正如我已经说过的，任何围绕相机的形状都可以。所以四面体占用更少的 VRAM 并且渲染速度更快，没有任何缺点？为什么不使用它们？
【问题讨论】：
标签： opengl graphics 3d glsl skybox
您根本不需要一些环境几何图形。您需要做的就是绘制一个全屏四边形，并为其计算正确的纹理坐标。现在有了现代 GL，我们甚至不需要为此提供顶点数据，我们可以使用 无属性 渲染：
顶点着色器：
#version 330 core
out vec3 dir;
uniform mat4 invPV;
void main()
{
vec2 pos = vec2( (gl_VertexID & 2)>>1, 1 - (gl_VertexID & 1)) * 2.0 - 1.0;
vec4 front= invPV * vec4(pos, -1.0, 1.0);
vec4 back = invPV * vec4(pos, 1.0, 1.0);
dir=back.xyz / back.w - front.xyz / front.w;
gl_Position = vec4(pos,1.0,1.0);
}
其中invPV 是inverse(Projection*View)，因此它将考虑您的相机方向以及投影。原则上，这可以进一步简化，具体取决于您可以对投影矩阵施加多少约束。
片段着色器：
#version 330 core
in vec3 dir;
out color;
uniform samplerCube uTexEnv;
void main()
{
color=texture(uTexEnv, dir);
}
要使用它，您只需绑定一个空的 VAO 和您的纹理，上传您的 invPV 矩阵并调用 glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4)。
这种方法当然可以用于球形纹理映射而不是立方体贴图
【讨论】：
这是视图深度和形状的问题
最好的 skybox 形状是（半）球体，因为它的渲染表面投影到相机空间几乎没有变形。如果您使用任何其他形状，则会出现投影伪影，尤其是在角落，例如大多数应用程序/游戏使用立方体 skybox。以有限的半径（不仅仅是单个点）查看太阳并旋转视图，使太阳从视图的中间到侧面。然后通常太阳会从圆形/圆盘形扭曲为椭圆形/椭圆形：
这是由于 skybox 和 camera 之间的距离发生了变化。如果将其与直接渲染的星星进行比较：
然后你就可以看出区别了。第一张图片是谷歌找到的第一张相关图片（来自某些游戏），第二张是我认为 Space Engineers 的屏幕截图，最后一张是由我的 astro 应用程序渲染的，请参见
因此，远离球体的形状越远，得到的扭曲就越多。
使用 4 面金字塔甚至比立方体更糟糕，因为边之间的角度更糟糕，会产生更大的伪影。另一个问题是您需要更大尺寸的金字塔来覆盖相同的空间。如果您在 skybox 渲染期间出于某些目的使用 Depth Buffer，则可能会通过增加 Z_far 平面来显着影响精度。
开销
6 和 4 个多边形之间的差异并不大，因为 天空盒 很大（覆盖整个视图），速度主要取决于提交到屏幕的像素/纹素数而不是顶点数。所以金字塔可能比立方体更慢，因为它需要更大的面（需要更多的插值器迭代）。但是如果你想使用球形 skybox 那么你还需要球形纹理，因为如果你使用标准立方体纹理，失真仍然存在，而且这些更难维持创建，......那就是为什么更多地使用立方体。
球形天空盒
他们需要不同类型的纹理。半球形纹理如下所示：
【讨论】：