在 GLSL 中使相机正常

Question

我有一个 OpenGL 场景，我在其中查看这样的对象：

gluLookAt(10, 10, -10, -10, -10, 10, 0, 1, 0);

所以我知道如果我想在着色器中使用相机的 z 轴，它看起来会像这个的归一化向量：

vec3(1.0, 1.0, -1,0);

有没有办法在顶点着色器中计算这个向量？

我想计算 near/far 裁剪平面的法线，但无法在顶点（或片段）着色器中找到执行此操作的方法。

我使用的是旧管道 (OpenGL v2.0/ GLSL v. 1.10)，不想将矢量传递给着色器（尽管我知道这是执行此操作的常用且高效的方法).

Answer 1

（已弃用）gluLookAt 的参数是 (vec3) eye_、center_ 和 up_ 的分量（x_ 表示向量值数据 x_）

f: ℝ^3 x ℝ^3 x ℝ^3 -> ℝ4xℝ4 
eye_, center_, up_ -> ViewMatrix

因此您可能寻找的是

dir_ = normalize(center_ - eye_),

在着色器中获取它们的最佳方式和位置取决于您使用的 GL 和 GLSL 版本。

这个向量

vec3(1.0, 1.0, -1,0);
btw has length sqrt(3), thus it's not normalized.

编辑

了解 OpenGL 和 GLSL 版本后，可以从

legacy GLSL 1.10.59 doc

GLSL 1.10.59 已经有了自定义制服（我记不清了，2.0/1.10 太久远了）；因此，您只需将该向量作为制服传入即可，仅此而已。

因为它用于每个顶点，所以计算一次比在着色器中再次为每个顶点计算一次更有效（当然，假设渲染的顶点块相当大）。

Answer 2

将其作为制服传递给您的着色器。请参阅 glUniform3f.

的文档

在客户端代码中，执行如下操作：

auto cameraUp = camera.getUp();
glUniform3f(uniformLocationInShader, cameraUp.x, cameraUp.y, cameraUp.z)

在顶点着色器中，为相机向上矢量添加统一，然后按预期使用它。

uniform vec3 cameraUp;

void main() 
{
   // do stuff with cameraUp
}

Answer 3

固定函数顶点变换通过应用两个矩阵来工作：

从对象 space 到眼睛 space
从眼睛 space 到剪辑 space

gluLookAt() 所做的是通过在 world space 中定义一些相机来指定视图矩阵。而你似乎要重构的是这个世界的视线方向space.

但是，对于固定功能 GL，不可能。您所拥有的只是产品 view * model。如果没有更多信息，您无法将其分解为 view 和 model 部分。 none 这些信息存在于固定函数 GL 中——它从来没有有一个世界 space，或者关心一个单独的视图矩阵。这种区别确实发生在应用程序逻辑中 - 如果有的话。

有趣的问题是：你甚至需要世界 space 的观察方向做什么？固定函数 GL 在眼睛 space 中进行此类计算，其中观察方向只是 (0,0,-1,0)。

所以我看到两个选项供您选择：

使用统一（或其他将数据传输到着色器的方法）来指定一些附加信息，就像其他答案已经建议的那样
直接用眼睛进行计算space

在 GLSL 中使相机正常

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