如何确定Scenekit中几何图形表面的方向

Question

我正在尝试编写着色器以着色SceneKit中的自定义几何。 我要设置颜色，以使面向上的水平表面为白色，面向下的水平表面为黑色，而介于两者之间的所有其他表面根据其方向都是灰色阴影。 我使用了材质的表面入口点来调用以下着色器

vec4 normal = vec4(_surface.normal, 1.0);

// Assume value is [-1, 1], scale to [0, 1]
float color = normal.z * 0.5 + 0.5;

_surface.diffuse = vec4(color, color, color, 1.0);

看来normal.z是相对于相机（或视图）的。 我假设我需要转换值，以便它在另一个空间中。 我尝试了多个转换（以及转换的组合），例如u_inverseViewTransform ，但是结果似乎都在视图空间中。 有谁知道如何根据其表面的方向为几何着色？

Answer 1

由于_surface.normal是视图空间中的向量，因此必须将向量转换为世界空间。

点形式的世界空间到视图空间的转换是通过u_viewTransform完成的，因此逆操作（从视图空间到世界空间）可以通过u_inverseViewTransform完成。

_surface.normal是方向矢量，但不是点。 必须使用法线矩阵转换向量，该法线矩阵是4 * 4矩阵左上3 * 3矩阵的逆矩阵：

transpose(inverse(mat3(u_viewTransform)))

请参见为什么将模型视图矩阵的转置逆用于转换法向量？ ， 为什么要用modelview矩阵的逆转置来转换法线？

但是由于u_viewTransform和u_inverseViewTransform是正交矩阵，所以转置后，可以跳过逆，因为逆矩阵和转置矩阵相等。 请参阅在哪种情况下逆矩阵等于转置矩阵？ 。

接下来，您必须通过mat3(u_inverseViewTransform)进行变换：

vec3 normal = mat3(u_inverseViewTransform) * _surface.normal;

float color = normal.z * 0.5 + 0.5;

_surface.diffuse = vec4(color, color, color, 1.0);