在 HLSL 中旋转实例模型后检索正常答案

【问题标题】：Retrieving normal after rotating an instance model in HLSL在 HLSL 中旋转实例模型后检索正常
【发布时间】：2016-06-04 17:00:16
【问题描述】：

我开始使用“实例化模型”技术来绘制场景，但法线的顶点有问题

我将 MATRIX（旋转/缩放/位置）提供给 HLSL 以绘制模型的每个实例，但旋转它们后我无法获得良好的法线。

应用 MATRIX 后，我的模型的 3D 计算工作正常，但是根据正常方向，光线真的很奇怪。

struct InstancingVSinput
{
    float4 Position : SV_POSITION0;
    float4 Norm : NORMAL0;
    float2 TexCoord : TEXCOORD0;
};

struct InstancingVSoutput
{
    float4 Position : POSITION0;
    float3 Norm : NORMAL0;
    float2 TexCoord : TEXCOORD0;
};

    InstancingVSoutput InstancingVS(InstancingVSinput input, 
                                    float4 InstPos : POSITION1, float4 InstTexCoord : TEXCOORD1,
                                    float4 Mat1 : POSITION2, float4 Mat2 : POSITION3, float4 Mat3 : POSITION4, float4 Mat4 : POSITION5)
    {
        InstancingVSoutput output;

        float4x4 O = float4x4(Mat1, Mat2, Mat3, Mat4);

        float4 pos = mul(input.Position,xWorld);
        pos = mul(input.Position, O);
        pos = InstPos + pos;

        O = transpose(O);

        float3 norm = normalize((float3)input.Norm);
        norm = mul(norm, (float3x3)O);

        pos = mul(pos, WVP);

        output.Position = pos;
        output.Norm = norm;

        output.TexCoord = float2((input.TexCoord.x / 2.0f) + (1.0f / 2.0f * InstTexCoord.x),
                                 (input.TexCoord.y / 2.0f) + (1.0f / 2.0f * InstTexCoord.y));
        return output;
    }

    float4 InstancingPS(InstancingVSoutput input) : COLOR0
    {
        float4 C = tex2D(TextureSampler, input.TexCoord);
        float3 N = input.Norm;
        C.rgb *= dot(float3(0, -1, -1), N);
        return C;
    }

您是否应该建议我在旋转后恢复正常的正确方法？

感谢

克里斯

【问题讨论】：

标签： model xna hlsl normals geometry-instancing

【解决方案1】：

如果您的实例矩阵包含任何缩放，则需要在乘法之后对法线进行归一化。此外，如果缩放不均匀，则必须将输入法线乘以矩阵的inverse transpose。目前您只应用转置，而不应用反转。

但是，计算矩阵的逆是一项昂贵的操作，因此请考虑在着色器之外预先计算它。

【讨论】：

谢谢你的回答，我去试试……会看到
对不起，但是在尝试之后，它不起作用......似乎每个实例都被几何图形很好地旋转，但面被照亮，因为它们不会被旋转

【解决方案2】：

我修改了以下几行来表达您的解决方案：

1 - 准备实例属性，只需添加一个新的逆转置矩阵（预先计算）

        Matrix MatRot = Matrix.CreateRotationX(3 - rnd.Next(6)) * 
                        Matrix.CreateRotationY(3 - rnd.Next(6)) * 
                        Matrix.CreateRotationZ(3 - rnd.Next(6));
        instances[i].Geometry = Matrix.CreateScale(0.5f + rnd.Next(2)) * MatRot;
        instances[i].Inverse = Matrix.Transpose(Matrix.Invert(MatRot));

2 - 着色器接收这个新矩阵并将其用于每个模型的法线

float4x4 WVP;
float4x4 WV;
float4x4 xLightView;
float4x4 xLightProj;
float4x4 xWorld;

texture cubeTexture;
sampler TextureSampler = sampler_state
{
    texture = <cubeTexture>;
    mipfilter = LINEAR;
    minfilter = LINEAR;
    magfilter = LINEAR;
};

struct InstancingVSinput
{
    float4 Position : SV_POSITION;
    float4 Norm : NORMAL0;
    float2 TexCoord : TEXCOORD0;
};

struct InstancingVSoutput
{
    float4 Position : POSITION0;
    float4 Norm : NORMAL0;
    float2 TexCoord : TEXCOORD0;
};

InstancingVSoutput InstancingVS(InstancingVSinput input, 
                                float4 InstPos : POSITION1, float4 InstTexCoord : TEXCOORD1,
                                float4 Mat1 : POSITION2, float4 Mat2 : POSITION3, float4 Mat3 : POSITION4, float4 Mat4 : POSITION5,
                                float4 Mat5 : POSITION6, float4 Mat6 : POSITION7, float4 Mat7 : POSITION8, float4 Mat8 : POSITION9)
{
    InstancingVSoutput output;

    float4x4 O = float4x4(Mat1, Mat2, Mat3, Mat4);
    float4x4 I = float4x4(Mat5, Mat6, Mat7, Mat8);

    float4 pos = mul(input.Position,xWorld);
    pos = mul(input.Position, O);
    pos = InstPos + pos;

    pos = mul(pos, WVP);
    output.Position = pos;

    output.Norm = normalize(mul(input.Norm,I));

    output.TexCoord = float2((input.TexCoord.x / 2.0f) + (1.0f / 2.0f * InstTexCoord.x),
                             (input.TexCoord.y / 2.0f) + (1.0f / 2.0f * InstTexCoord.y));

    return output;
}

float4 InstancingPS(InstancingVSoutput input) : COLOR0
{
    float4 C = tex2D(TextureSampler, input.TexCoord);

    C.rgb *= dot(input.Norm , normalize(float3(0, -1, -1)));
    return C;
}

technique Instancing
{
    pass Pass0
    {
        VertexShader = compile vs_5_0 InstancingVS();
        PixelShader = compile ps_5_0 InstancingPS();
    }
}

一个想法？

【讨论】：

【解决方案3】：

如你所见，根据正常情况，我的脸没有很好的曝光度

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【讨论】：

【解决方案4】：

问题解决了，没关系。事实上，HLSL 代码很好……但由于顶点法线计算错误，问题一直存在。现在我的脸很好，光线方向很好。

【讨论】：