透视正确的着色器渲染

Question

我想在一个已通过非仿射变换（更具体地说是透视变换）变换的矩形上放置纹理。

我有一个基于openscenegraph 并加载我自己的顶点和片段着色器的非常复杂的实现。 问题始于着色器是很久以前编写的，并且使用的是 GLSL 120。

OpenGL 端是用 C++ 编写的，最简单的形式是加载纹理并将其应用于四边形。直到最近，一切都运行良好，因为四边形最多进行了仿射变换（旋转 + 平移），因此其上的纹理渲染是正确的。

但是现在我们想要支持任何形状的四边形，包括这样的东西： http://ibin.co/1dbsGPpzbkOX

如上图所示，中间的纹理不正确（箭头所示） 经过数小时的研究，我发现这是由于 OpenGL 将四边形拆分为三角形并独立渲染每个三角形。如果我的四边形如图所示，这当然是不正确的，因为第四点会影响纹理拉伸。 然后我什至发现这个问题有一个名字：它是“纹理坐标的透视错误插值”，如下所述： [1]

在寻找解决方案时，我遇到了这篇文章，其中提到了在以后的 GLSL 版本中使用“smooth”属性：[2] 但这意味着将我的着色器更新到更新的版本。

我发现的另一种方法是使用 GL_Hints，如下所述：[3] 但是这里的缺点是它只是一个提示，没有办法确保它被使用。

现在我已经展示了我的研究，这是我的问题：

更新我的（复杂的）着色器和所有与之配套的 OpenGL 以遵守新的 OpenGL 管道范例太耗时，所以我尝试使用 GLSL“版本 330 兼容性”并将“变化”更改为“平滑”和“平滑”，以及在 C++ 端添加 GL_NICE 提示，但这些更改并没有解决我的问题。这是正常的吗，因为兼容模式不支持这种正确的透视变换？还是我需要做更多的事情？ 或者有没有更好的方法让我无需重构所有内容即可获得此功能？

这是我的顶点着色器：

#version 330 compatibility
smooth out vec4 texel;

void main(void) {
    gl_Position = ftransform();
    texel = gl_TextureMatrix[0] * gl_MultiTexCoord0;
}

片段着色器太复杂了，但它以

开头

#version 330 compatibility
smooth in vec4 texel;

Answer 1

使用 derhass 的提示，我以完全不同的方式解决了问题。

确实，“smooth”关键字不是问题，而是投影纹理映射。

为了解决这个问题，我直接从我的 C++ 代码将透视变换矩阵传递给片段着色器，并自己计算了其中的“正确”纹理坐标，而不使用 GLSL 的重心插值。

为了帮助遇到同样问题的人，这里是我的着色器的精简版：

.vert

#version 330 compatibility

smooth out vec4 inQuadPos;      // Used for the frag shader to know where each pixel is to be drawn

void main(void) {
    gl_Position = ftransform();
    inQuadPos = gl_Vertex;
}

.frag

uniform mat3 transformMat;      // the transformation between texture coordinates and final quad coordinates (passed in from c++)
uniform sampler2DRect source;

smooth in vec4 inQuadPos;
void main(void)
{
    // Calculate correct texel coordinate using the transformation matrix
    vec3 real_texel = transformMat * vec3(inQuadPos.x/inQuadPos.w, inQuadPos.y/inQuadPos.w, 1);
    vec2 tex = vec2(real_texel.x/real_texel.z, real_texel.y/real_texel.z);
    gl_FragColor = texture2DRect(source, tex).rgba;
}

请注意，上面的片段着色器代码没有经过完全一样的测试，所以我不能保证它可以开箱即用，但它应该大部分都在那里。