将法线转换为全局坐标系

Question

更新： 是的，我解决了。有人告诉我在 ModelView 矩阵处于活动状态时使用 gluLookAt()。现在我将它与投影矩阵一起使用，矩阵计算可以正常工作。

我正在 GLSL 上编写简单的光照着色器。

代码：http://pastebin.com/vdzyGVBS

/// VERTEX
//uniform mat4 gl_ProjectionMatrixTranspose;
//uniform mat4 gl_ModelViewProjectionMatrixTranspose;

//uniform mat4 gl_ModelViewMatrixTranspose;
uniform mat4 gl_ModelViewMatrix;
uniform mat4 gl_ProjectionMatrix;
uniform mat3 gl_NormalMatrix;

varying vec3 norm;
varying vec4 color;


void main()
{
    //norm = normalize(gl_Normal) * mat3(gl_ModelViewMatrix); // It should work, but result is very weird

    //norm = normalize(gl_Normal) * transpose(mat3(gl_ModelViewMatrix)); // I don't know why, but it transforms normals to camera/eye coordinates

    norm = normalize(gl_Normal); // Light level is constant, event when model is rotating

    color = gl_Color;
    gl_Position = ftransform();
}

和

/// FRAGMENT 
const float dirlight_factor = 1.0;
const float amblight_factor = 0.2;
const float ambshad_factor = 0.1;

varying vec3 norm;
varying vec4 color;

void main()
{
    float shade;
    float nz = normalize(norm).z;
    if (nz > 0)
    {
        shade = amblight_factor + (nz * (dirlight_factor-amblight_factor));
    }
    else
    {
        shade = ambshad_factor + ((nz + 1) * (amblight_factor-ambshad_factor));
    }
    gl_FragColor = vec4(color.rgb * shade, color.a);
}

一切正常，但是当我尝试使用 ModelView 矩阵多边形旋转模型时，不会改变它们的光照水平。似乎法线不受 ModelView 矩阵变换的影响。我尝试了许多矩阵变换，但都没有奏效。 那么，我如何将法线转换为全局坐标系？ 那么，我如何将光线方向和法线转换为相同的坐标系（世界空间或眼睛/相机空间）？

更新：

你的相机是想要世界空间定向光还是定向“头灯”？

.

我刚刚意识到（我只关注法线变换部分），您不会将任何类型的灯光参数传递给着色器。难怪您看不到适当的照明。

我没有传递任何灯光参数，因为我不需要更改它们。 我尝试制作始终从 +Z 下降到 -Z 的世界空间定向光。

Answer 1

它将法线转换为眼睛坐标，因为您将它们乘以模型视图矩阵。模型矩阵将坐标转换为世界空间，然后视图矩阵将坐标转换为眼睛空间。如果要将法线转换为世界空间，则必须分别传递两个矩阵，然后必须在着色器中将它们相乘。

Answer 2

切线空间（法线是局部切线空间基础的一部分）不会被常规模型视图矩阵变换。相反，它们必须通过模型视图矩阵的转置逆进行转换。

在您编写的代码中

// It should work, but result is very weird
//norm = normalize(gl_Normal) * mat3(gl_ModelViewMatrix);

不，它应该也不会起作用，因为法线不会转换为与位置相同的规则。运算顺序也很重要，颠倒乘法的顺序只会转置结果，但它错过了反相部分；但是有一种预感告诉我，您并没有故意在乘法的左侧写法向量来转置整个事物。

如前所述，法线是局部空间坐标系基础的一部分。你已经有那个制服 gl_NormalMatrix 在那里，它很可能包含这个。

所以你的代码应该是这样的

norm = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);

更新

我刚刚意识到（我只关注法线变换部分），您不会将任何类型的灯光参数传递给着色器。难怪您看不到适当的照明。