着色器中的 gl_NormalMatrix 和 gl_ModelViewMatrix 是什么？答案

【问题标题】：What is the gl_NormalMatrix and gl_ModelViewMatrix in shaders?着色器中的 gl_NormalMatrix 和 gl_ModelViewMatrix 是什么？
【发布时间】：2014-04-22 05:09:15
【问题描述】：

很多谷歌搜索都假设你对这些矩阵所代表的内容有基本的了解，而我没有。

我了解向量和矩阵及其运算。

我想参考我看不懂的最简单的着色器代码，将法线和顶点放在眼睛空间中：

//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 是否会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睛空间？

(ii) 与我的第一个问题类似，但 gl_NormalMatrix 包含哪些信息？它是否包含有关场景中每个法线的信息，以及它如何将进入顶点着色器的当前顶点法线转换为眼睛空间？或者当每个顶点进入顶点着色器时，矩阵是否会发生变化，这就是它如何将进入顶点着色器的当前顶点法线转换为眼睛空间？

【问题讨论】：

标签： c++ opengl matrix glsl

【解决方案1】：

两个指定的矩阵都是uniforms。统一值是常量，它们不会在顶点之间改变（与 varying 变量不同，变量随每个片段而变化，attribute - 对于每个顶点）。

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

gl_NormalMatrix 是 transpose(inverse(gl_ModelViewMatrix))，这是相同的矩阵，但具有倒置的比例因子。可以在http://www.arcsynthesis.org/gltut/Illumination/Tut09%20Normal%20Transformation.html

找到对这种技术的良好解释

请注意，较新版本的 OpenGL 已弃用此预定义的制服（矩阵操作函数也已弃用）。

【讨论】：

说的太好了，谢谢。不推荐使用，您的意思是我应该自己将 ModelView 和其他矩阵制服以代码形式发送到着色器吗？如果是这样，它们有什么区别而不是作为预定义的制服自动发送？
没有明显差异。如果您请求 GL 4+ 核心配置文件（仍应存在于兼容性配置文件中）或在 OpenGL ES2+ 中，则此制服将不可用。
我想补充一点，gl_NormalMatrix被定义为mat3，它是modelview矩阵的上3x3子矩阵的逆转置。