平坦水面上的法线贴图会产生不正确的镜面高光

Question

我有一个平坦的水面，上面附有 dudv 和法线贴图。 dudv 贴图工作正常，法线贴图也正确附加（可视化法线贴图看起来应该如此）。尽管光线方向不正确，但镜面高光总是显示在错误的位置。照明在没有法线贴图的情况下也能正常工作，所以我不相信这是光的方向，但可能与切线有关 space。由于我从一组静态向量计算切线 space，所以我很困惑哪里可能出错。

在顶点着色器中，我创建了 TBN 矩阵，用于创建发送到片段着色器的切线 space 向量：

const vec3 TANGENT = vec3(1.0, 0.0, 0.0);
const vec3 NORMAL = vec3(0.0, 1.0, 0.0);
const vec3 BITANGENT = vec3(0.0, 0.0, -1.0);

out vec3 FragPos;
out vec3 TangentFragPos;
out vec3 TangentLightDir;
out vec3 TangentPlayerPos;

void main()
{
    FragPos = vec3(model * vec4(vertex, 1.0));
    mat3 mod = transpose(inverse(mat3(model)));
    [...]
    vec3 n = normalize(mod * NORMAL);
    vec3 t = normalize(mod * TANGENT);
    vec3 b = normalize(mod * BITANGENT);
    mat3 TBN = transpose(mat3(t, b, n));
    TangentFragPos =  TBN * FragPos;
    TangentLightDir =  TBN * sun.Position.xyz;
    TangentPlayerPos =  TBN * playerPos;
}

然后在片段着色器中，我从法线贴图中采样一个法线向量，并使用变换后的切线 space 向量来计算镜面反射高光：

in vec3 FragPos;
in vec3 TangentFragPos;
in vec3 TangentLightDir;
in vec3 TangentPlayerPos;

uniform sampler2D normalMap;

void main()
{    
    [...]
    vec3 normal = texture(normalMap, vec2(TexCoords * TextureScale) + vec2(Time)).xyz;
    normal = normalize(normal * 2.0 - 1.0);
    // normal = vec3(0.0, 0.0, 1.0); // this gives proper specular highlights, but not mapped

    // Specular lighting
    vec3 lightDir = normalize(-TangentLightDir);
    viewDir = normalize(TangentPlayerPos - TangentFragPos);
    vec3 reflectDir = normalize(reflect(-lightDir, normal));
    float spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), 64);
    vec3 lighting = sun.Specular * spec * fresnel;

    color.xyz *= lighting;       
}

注意我在world-space.

做光照

照明在没有法线贴图的情况下工作正常，但是一旦我将 TBN 矩阵引入方程式，镜面高光在水面上的方向就不正确。

编辑

我添加了一张图片以查看它当前的外观以及镜面反射光的位置。这可能会增加对问题的一些额外了解：

EDIT2

奇怪的是。如果我手动将法线向量定义为 vec3(0.0, 0.0, 1.0)（在切线 space 中向上指向），我会得到完美的镜面高光（但没有贴图变化），一旦我从法线贴图中获取法线，我就会出错再次突出显示，所以我想说问题的原因在于法线。然而，我使用的法线贴图是您通常会看到的默认法线贴图，如下所示：

为什么一旦我从这个法线贴图（它应该已经切线space）取法线，镜面反射高光就崩溃了？

Answer 1

你是在左手坐标系还是右手坐标系？您是否考虑过检查静态 TBN 矩阵向量的有效性？

编辑：通过法线和切线的交叉提取双切线。所以，normal(0,1,0) x tangent(1,0,0) 等于 bitangent(0,0,-1)

Answer 2

调试了一个多星期，终于找到问题所在。我一直在使用伽马校正，默认情况下我的纹理 class 加载纹理 GL_SRGB 属性作为纹理的内部格式，因此 OpenGL 正确地将伽马校正纹理转换为其线性兄弟。

问题是我还加载了带有此纹理的 dudv 和法线贴图 class 而没有更改此属性所以法线和 dudv 贴图应用了 OpenGL 的 gamma-> 线性校正，因此给出了结果不正确。

使用 GL_RGB 加载这些纹理解决了这个问题。

平坦水面上的法线贴图会产生不正确的镜面高光

Normal mapping on flat water surface produces incorrect specular highlights

c++

opengl

lighting

bump-mapping