OpenGL ES20 - 点亮一个立方体，如何获得法线？

Question

要为我的 OpenGL ES20 立方体添加一些闪电，我需要计算每个平面的法线。我找到了关于闪电的“教程”，但他们只是将法线硬编码到立方体中，在我看来这不是最佳选择，因为它似乎有限？

所以我对立方体的处理方法如下：

private float[] mVertices = {
        -1, -1, -1, // bottom left
        1, -1, -1, // bottom right   back
        1, 1, -1, // top right
        -1, 1, -1, // top left
        -1, -1, 1, // bottom left
        1, -1, 1, // bottom right   front
        1, 1, 1, // top right
        -1, 1, 1 // top left
};

private float[] mColors = {
        0.6f, 0f, 0.6f,
        0.6f, 0f, 0.6f,
        0.6f, 0f, 0.6f,
        0.6f, 0f, 0.6f,

        0.8f, 0f, 0.6f,
        0.8f, 0f, 0.6f,
        0.8f, 0f, 0.6f,
        0.8f, 0f, 0.6f
};

private float[] mNormal = new float[?]; ?

private short[] mIndices = {
        0, 4, 5,
        0, 5, 1,

        1, 5, 6,
        1, 6, 2,

        2, 6, 7,
        2, 7, 3,

        3, 7, 4,
        3, 4, 0,

        4, 7, 6,
        4, 6, 5,

        3, 0, 1,
        3, 1, 2
};

即我已经定义了所有 8 个顶点以及索引，关于如何将它们组合成三角形。 为了得到正常的矩阵，我读到我应该反转矩阵，然后转置它。所以我试过这个：

    float[] mTempMatrix = new float[mVertices.length];
    Matrix.invertM(mTempMatrix, 0, mVertices, 0);
    Matrix.transposeM(mNormal, 0, mTempMatrix, 0);

但这总是用零填充，我的立方体保持黑色。我应该如何计算正常矩阵？它应该与模型矩阵有关吗？如果是，我应该在哪里执行此操作，因为它们真正组合的唯一位置是在着色器中？还有其他更合适的方法吗？

Answer 1

您面临的问题是您在立方体面之间共享顶点。法线是一个与曲面平面正交的向量。

以顶/右/前顶点为例（您与前、右和顶面共享）。

在正面使用时，法线需要以 0、0、1 指向您 用在右脸时，法线需要指向右边为1,0,0 在顶面使用时，法线需要向上指向为 0, 1, 0

那么如何调和呢？ 您可以将顶点的法线设置为从拐角处指出，例如为 0.707、0.707、0.707。这很可能会在拐角处为您提供有趣的照明效果，但可能不是您想要的。

另一种解决方案是不重复使用面之间的顶点。因此，您将需要 24 个（每边 4 个）而不是 8 个。然后您将拥有每个顶点的 3 个版本，但现在每个版本都只属于一个面，因此您可以将法线向量设置为垂直于该面。您还可以只为该面设置颜色，因为您将不再与其他面共享顶点。