视图矢量和法线之间的角度？

Question

相当标准的 GLSL 问题。不幸的是，虽然我熟悉它背后的数学原理，但我对 webgl 级别的实现并不确定。着色器调试起来相当棘手。

我正在尝试在 glsl 着色器级别获取视图向量与对象法线之间的角度。我正在使用 threejs，但通过它们创建了我自己的共享者。

这是顶点着色器的相关部分：

void main() {
    gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);

    vec3 nmalInWorld = normalize(normalMatrix * normal);
    vec3 camInWorld = cameraPosition;
    vec4 posInWorld = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
    posInWorld /= posInWorld[3];
    angle = -dot(normalize(posInWorld - vec4(cameraPosition, 1.0)), normalize(vec4(nmalInWorld,1.0)));
    if(angle > 0.7){
      angle = 1.0;
    }else{
      angle = 0.0;
    }

我已经尝试了这种安排的几种排列方式，所以如果不必要地复杂化，我提前表示歉意。我确实得到了一些与我想要的非常相似的东西——它在相机视角方面肯定总是一样的，但由于某种我不明白的原因它没有居中。片段着色器只是直接将角度修补到色域。

如您所见，白点没有位于球体的中心，这是预期的结果。我真的不明白为什么。也许它缺少透视变换应用程序？试过了没有成功。我不认为视图矢量在这种情况下应该相关，无论相机的目标如何，球体都应该保持相同的颜色。

Answer 1

posInWorld、vec4(cameraPosition, 1.0) 和 vec4(nmalInWorld,1.0) 是 Homogeneous coordinates。

向量夹角Dot product of 2 Cartesian Unit vectors is equal to the Cosine。

"view"向量是从顶点位置到相机位置的归一化笛卡尔向量。当顶点位置被 modelViewMatrix 变换时，结果是视图中的位置 space。相机的viewspace位置是(0,0,0)，因为viewspace的原点就是相机的位置：

vec4 posInView = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
posInView /= posInView[3];

vec3 VinView = normalize(-posInView.xyz); // (0, 0, 0) - posInView

normalMatrix 将向量从模型 space 转换为视图 space:

vecr NinView = normalize(normalMatrix * normal);

VinView 和 NinView 都是视图 space 中的向量。前者是顶点到相机的点，后者是顶点坐标处的曲面法向量。
两个向量夹角的余弦可以通过点积得到：

float NdotV = dot(NinView, VinView);

视图矢量和法线之间的角度？

Angle between view vector and normal?

javascript

shader

glsl

webgl

three.js