OpenGL 网站中的 Phong 照明

Question

我正在阅读 opengl.org 中的以下 Phong 照明着色器：

顶点和片段着色器如下：

顶点着色器：

 varying vec3 N;
 varying vec3 v;
 void main(void)  
 {     
   v = vec3(gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex);       
   N = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);
   gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * gl_Vertex;  
 }

片段着色器：

varying vec3 N;
varying vec3 v;    
void main (void)  
{  
   vec3 L = normalize(gl_LightSource[0].position.xyz - v);   
   vec3 E = normalize(-v); // we are in Eye Coordinates, so EyePos is (0,0,0)  
   vec3 R = normalize(-reflect(L,N));  

   //calculate Ambient Term:  
   vec4 Iamb = gl_FrontLightProduct[0].ambient;    

   //calculate Diffuse Term:  
   vec4 Idiff = gl_FrontLightProduct[0].diffuse * max(dot(N,L), 0.0);
   Idiff = clamp(Idiff, 0.0, 1.0);     

   // calculate Specular Term:
   vec4 Ispec = gl_FrontLightProduct[0].specular 
                * pow(max(dot(R,E),0.0),0.3*gl_FrontMaterial.shininess);
   Ispec = clamp(Ispec, 0.0, 1.0); 
   // write Total Color:  
   gl_FragColor = gl_FrontLightModelProduct.sceneColor + Iamb + Idiff + Ispec;     
}

我想知道他计算观众矢量或 v 的方式。因为通过将顶点位置乘以 gl_ModelViewMatrix，结果将在视图矩阵中（与世界坐标相比，视图坐标大部分时间都在旋转）。

所以，我们不能简单地用v减去光源位置来计算L向量，因为它们不在同一个坐标系中。此外，L 和 N 之间的点积结果也不正确，因为它们的坐标不相同。我说得对吗？

Answer 1

So, we cannot simply subtract the light position from v to calculate the L vector, because they are not in the same coordinates system. Also, the result of dot product between L and N won't be correct because their coordinates are not the same. Am I right about it?

没有

gl_LightSource[0].position.xyz 不是您设置 GL_POSITION 的值。在 glLight() 调用时，GL 会自动将位置乘以当前 GL_MODELVIEW 矩阵。在固定功能 GL 中，光照计算完全在眼睛 space 中完成。所以V和N都需要转化为eyespace，而gl_LightSource[].position已经转化为eye-space，所以代码是正确的实际上并没有混合不同的坐标 spaces.

您使用的代码依赖于已弃用的功能，使用了 GL 的许多旧的固定功能特性，包括那个特定问题。在现代 GL 中，那些内置的制服和属性不存在，你必须自己定义 - 你可以随意解释它们。

您当然也可以忽略该约定，仍然使用不同的坐标 space 进行内置光照计算，并通过在设置位置时简单地选择其他矩阵来不同地解释 gl_LightSource[].position （通常，灯光的世界 space 位置已设置，而 GL_MODELVIEW 矩阵仅包含视图变换，因此出现了一些世界静止光源的 eye-space 灯光位置，但是你可以做任何你喜欢的事）。但是，所提供的代码旨在作为固定功能管道的某些 "drop-in" 替代品，因此它将以与固定功能管道相同的方式解释那些内置制服和属性。

OpenGL 网站中的 Phong 照明

Phong Illumination in OpenGL website

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