OpenGL ES 2.0 / 3.0中的各向异性照明。黑色神器

Question

我正在尝试实施各向异性照明。顶点着色器：

#version 300 es
uniform mat4 u_mvMatrix; 
uniform mat4 u_vMatrix;

in vec4 a_position; 
in vec3 a_normal; 
...
out lowp float v_DiffuseIntensity;
out lowp float v_SpecularIntensity;

const vec3 lightPosition = vec3(-1.0, 0.0, 5.0);
const lowp vec3 grainDirection = vec3(15.0, 2.8, -1.0);
const vec3 eye_positiion = vec3(0.0, 0.0, 0.0);

void main() {
    // transform normal orientation into eye space
    vec3 modelViewNormal = mat3(u_mvMatrix) * a_normal;
    vec3 modelViewVertex = vec3(u_mvMatrix * a_position);
    vec3 lightVector = normalize(lightPosition - modelViewVertex);
    lightVector = mat3(u_vMatrix) * lightVector;

    vec3 normalGrain = cross(modelViewNormal, grainDirection);
    vec3 tangent = normalize(cross(normalGrain, modelViewNormal));
    float LdotT = dot(tangent, normalize(lightVector));
    float VdotT = dot(tangent, normalize(mat3(u_mvMatrix) * eye_position));
    float NdotL = sqrt(1.0 - pow(LdotT, 2.0));
    float VdotR = NdotL * sqrt(1.0 - pow(VdotT, 2.0)) - VdotT * LdotT;
    v_DiffuseIntensity = max(NdotL * 0.4 + 0.6, 0.0);
    v_SpecularIntensity = max(pow(VdotR, 2.0) * 0.9, 0.0);
    ...
}

片段着色器：

...
in lowp float v_DiffuseIntensity;
in lowp float v_SpecularIntensity;

const lowp vec3 default_color = vec3(0.1, 0.7, 0.9);

void main() {
    ...
    lowp vec3 resultColor = (default_color * v_DiffuseIntensity) 
        + v_SpecularIntensity;
    outColor = vec4(resultColor, 1.0);
}

总体上，照明可以在不同的设备上正常工作。但是，在平板电脑上会出现伪像，如图所示：

似乎最黑暗的地方已经变得完全黑了。任何人都可以请问为什么会这样吗？感谢您的任何回答/评论！

Answer 1

您有几个表达有不确定行为的表达：

sqrt(1.0 - pow(LdotT, 2.0))
sqrt(1.0 - pow(VdotT, 2.0))

如果x为负，则pow函数未定义。我怀疑您正在解决这个问题，因为y为2.0，因此它们可能已优化为x * x。

如果x为负，则sqrt函数未定义。从数学上讲，这是不应该的，因为两个归一化向量的点积的大小永远不应该大于1，但是计算总是有误差的。我认为这是造成您的渲染产物的原因。

我将这两个表达式更改为：

sqrt(max(0.0, 1.0 - pow(max(0.0, LdotT), 2.0)))
sqrt(max(0.0, 1.0 - pow(max(0.0, VdotT), 2.0)))

代码看起来很丑陋，但是更安全，max(0.0, x)是很便宜的操作。

编辑：刚注意到pow(VdotR, 2.0)，我也要更改它。