使用几何着色器的定向逐面照明？

Question

由于限制，我必须在几何着色器中计算顶点法线。由于这个限制，法线是每个面的，而不是在顶点上的面之间插值，这意味着每个像素的定向照明只是一种浪费。因为只有从几何着色器开始才知道法线，所以我无法在顶点着色器中进行任何光照数学运算。

在几何着色器中计算的法线在屏幕空间中，但根据我所做的一些测试，它们是正确的。

我可以提供世界空间中光的方向或乘以视图/投影/转置/反转矩阵。

以下代码有些作用，但会改变相机/光线方向的角度：

void FlipFaceGS(triangle PS_IN input[3], inout TriangleStream<PS_IN> OutputStream)
{
    PS_IN v1 = input[0];
    PS_IN v2 = input[1];
    PS_IN v3 = input[2];

    float3 faceEdgeA = v2.pos - v1.pos;
    float3 faceEdgeB = v3.pos - v1.pos;
    float3 faceNormal = normalize(cross(faceEdgeA, faceEdgeB));

    v1.norm = faceNormal;
    v2.norm = faceNormal;
    v3.norm = faceNormal;

    float4 newColor = (v1.color * Light1Color * max(0, dot(v1.norm, Light1Direction)));
    newColor.a = v1.color.a;//we don't want to affect the alpha levels

    v1.color = newColor;
    v2.color = newColor;
    v3.color = newColor;

    OutputStream.Append(v1);
    OutputStream.Append(v2);
    OutputStream.Append(v3);
    OutputStream.RestartStrip();
}

在上面的示例中，光照方向乘以相机的 ViewProjection 矩阵并在发送到 GPU 之前进行归一化。

在几何着色器中正确计算光照所需的数学是什么？

Answer 1

我假设您的输入顶点的位置已经转换为剪辑空间。然后，至少您正在计算同一空间中的照明。但是，剪辑空间不适合照明计算，因为透视变换不保持角度。在世界或视图空间中进行计算。在任何一种情况下，您还必须将顶点在相应空间中的位置传递给几何着色器。如果不需要，请不要将法线传递给像素着色器。