OpenGL 中片段着色的伪像

Question

为了学习 3D 编程，我目前正在实现一个类，该类通过将每帧推送到 GPU 来使用 OpenGL 批量渲染立方体。 我试图通过以下方式实现一些粗略的光照：1) 将每个面法线发送到 GPU 作为顶点属性的一部分 2) 检查所述法线的方向并任意使每个片段变暗，如下所示：

片段着色器

#version 330

in vec2 ex_TexCoord;
in vec3 ex_Normal;
out vec4 out_Color;
uniform sampler2D textureSampler;

void main(void) {
  float lightAmplifier = 1.0;

  if (ex_Normal.z == 1.0) {
    lightAmplifier = .8;
  } else if (ex_Normal.x == 1.0) {
    lightAmplifier = .65;
  } else if (ex_Normal.x == -1.0) {
    lightAmplifier = .50;
  }

  out_Color = vec4(texture2D(textureSampler, ex_TexCoord).rgb * lightAmplifier, 1.0);
}

结果是：

虽然我不太擅长 GLSL，但我的直觉告诉我这不是正确的行为。 但是后来谷歌搜索了一些，我仍然不确定我做错了什么。

Answer 1

这是一个浮点精度问题。 请注意，对于每个片段，顶点坐标都是内插的。 在比较相等的浮点数时，它可能总是会导致问题。

可能的解决方案是使用 epsilon（例如 0.01）并将比较更改为< -0.99和> 0.99 ：

if (ex_Normal.z > 0.99) {
    lightAmplifier = .8;
} else if (ex_Normal.x > 0.99) {
    lightAmplifier = .65;
} else if (ex_Normal.x < -0.99) {
    lightAmplifier = .50;
} 

另一种可能性是使用flat插值限定符，这会导致不对值进行插值：

顶点着色器：

flat out vec3 ex_Normal;

片段着色器：

flat in vec3 ex_Normal;

Answer 2

Rabbid76（可能）关于错误外观是浮点精度/精度的结果是正确的。

我想补充的是，基于测试内插值来设置常量值很少是一个好主意（尽管有些算法确实依赖于它，例如阴影贴图）。 将测试从==1更改为>=0.99只会将错误置于 0.99 而不是 1.0。 您更有可能希望在值进入特定范围时对其进行插值，例如使用mix 。