Вот например я хочу 3d модель загрузить в шейдеры. Я использую obj формат и в этом формате есть вершины, нормали и текстурные координаты. В шейдере вершины присваиваются gl_Position
. Но как насчет нормалей. Я долго думал и пришел к выводу, что нормаль должна быть соединена с цветом, но так ли это? Может надо освещение программировать для нормали? Как вообще написать, чтобы нормаль правильно использовать?
-
Обычно нормали используют для освещения, но есть и другие варианты. "Как вообще написать, чтобы нормаль правильно использовать?" Так вы скажите, какую картинку хотите получить. От этого зависит, что делать с нормалями.– HolyBlackCat4 апр 2019 в 20:28
-
@HolyBlackCat, ну как для освещения использовать, это зависит от освещения типа блика и т.п.? И какие еще варианты есть? Например я хочу испльзовать нормали для бликового освещения, как тогда код писать надо?– user3024774 апр 2019 в 20:33
-
1обычно нормали передаются в виде атрибутов вершин, наряду с любой другой связанной с вершинами информацией, и gl_position это устаревший синтаксис, хоть он и работает. для вершин так же предлагается использовать атрибуты– Stranger in the Q4 апр 2019 в 20:34
-
@StrangerintheQ и как эту нормаль дальше обрабатывать?– user3024774 апр 2019 в 20:35
-
вот я как-то для конкурса пример делал, тут нормали используются как раз для расчета освещения по фонгу (ищите функцию phongContribForLight во фрагментном шейдере) ru.stackoverflow.com/questions/924210/…– Stranger in the Q4 апр 2019 в 20:40
2 ответа
Нормали – это часть геометрии модели, они сами не соединены с цветом, но могут использоваться в вычислениях световых эффектов. Самое базовое применение – затенение. Если нормаль грани противоположна направлению света, то она полностью светла, если перпендикулярная – она полностью затемнена. Другими словами, чем ближе отражённый вектор к нормали, тем светлее:
Очень часто применяются карты нормалей (текстуры, чьи цветовые значения используются как числа, изменяющие изначальную нормаль модели) для симуляции неровностей, шероховатости. Сравните 2 кадра одной и той же сцены с и без использования карты нормалей:
В качестве примера можете посмотреть проект, откуда эти кадры взяты: OpenGL-Cpp-ObjC-Mac – учебное приложение на C++ и OpenGL с обёрткой на Objective-C. Там реализованы различные виды освещения (направленный свет, точечные источники, прожекторы) и тени, а также карты нормалей (накладываемые по вычисляемым касательным), туман, процедурные и загружаемые модели и т.д. – по всем этим темам можно найти более подробную информацию в сети. Особенно интересным окажется файл full.frag – основной фрагментарный шейдер содержащий бóльшую часть функционала. В коде C++ много классов и абстракций для удобства, но основная логика отрисовки содержится в этом файле: WorldDrawUsual.cpp
В геометрии - нормаль к поверхности это вектор, перпендикулярный ей, однако в компьютерной графике это может быть слегка не так, например для расчета освещения по Фонгу нормали указываются у вершин, и интерполируются между ними.
Однако интерпретируются они именно как перпендикуляры к поверхностям в интересующей точке, что на выходе дает эффект плавного перехода от освещенных фрагментов к затененным, а не резкий как без этих допущений, используя настоящие нормали.
Так же нормали используются повсеместно в графике для достижения множества всевозможных эффектов. Весь пост процессинг основан на создании g-buffer
в котором одна из текстур как раз карта нормалей для текущего кадра. Затем эта информация используется для per-pixel расчетов отражений, затенений и много чего другого.
Я не так давно писал пост про фреймбуферы там как раз приведены примеры алгоритмов, все они используют нормали.
Вот более подробный пост про ambient occlusion, там как Вы догадались тоже используются нормали.
-
Откуда такие познания и невозможность предоставить код шейдеров. Я ведь пишу на си и с++, и мне нужны шейдеры. А у вас только теория.– user3024774 апр 2019 в 21:12
-
давайте. Только простенький пример.– user3024774 апр 2019 в 21:16
-
Да по фонгу пойдет.– user3024774 апр 2019 в 21:18