使用 glDrawElements 时如何将法线传递给 GLSL 中的顶点着色器

Question

我正在构建一个简单的 3D 游戏以供练习，并且在使用索引渲染时无法将法线传递给我的着色器。 对于多边形的每个面，每个顶点都有相同的法线值。 对于具有 8 个顶点的立方体，将有 6 * 6 = 36 个法线（因为每个表面都用两个三角形渲染）。 使用索引绘图我只能通过 8 个，每个顶点一个。 这不允许我通过表面法线，只能通过平均顶点法线。

如何将 36 个不同的法线传递给 36 个不同的索引？ 使用 glDrawArrays 显然很慢，所以我选择不使用它。

这是我的着色器：

#version 330

layout(location = 0) in vec3 position;
layout(location = 1) in vec3 vertNormal;

smooth out vec4 colour;

uniform vec4 baseColour;
uniform mat4 modelToCameraTrans;
uniform mat3 modelToCameraLight;
uniform vec3 sunPos;

layout(std140) uniform Projection {
    mat4 cameraToWindowTrans;
};

void main() {
    gl_Position = cameraToWindowTrans * modelToCameraTrans * vec4(position, 1.0f);

    vec3 dirToLight   = normalize((modelToCameraLight * position) - sunPos);
    vec3 camSpaceNorm = normalize(modelToCameraLight * vertNormal);

    float angle = clamp(dot(camSpaceNorm, dirToLight), 0.0f, 1.0f);

    colour = baseColour * angle * 0.07;
}

这是我目前用来绑定到 VAO 的代码：

    glGenVertexArrays(1, &vertexArray);
    glBindVertexArray(vertexArray); 

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, polygonBuffer);

    // The position input to the shader is index 0
    glEnableVertexAttribArray(POSITION_ATTRIB);
    glVertexAttribPointer(POSITION_ATTRIB, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);

    // Add the vertex normal to the shader
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertexNormBuffer);

    glEnableVertexAttribArray(VERTEX_NORMAL_ATTRIB);
    glVertexAttribPointer(VERTEX_NORMAL_ATTRIB, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);

    glBindVertexArray(0);

这是我的渲染器：

glBindVertexArray(vertexArray);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, polygonVertexCount, GL_UNSIGNED_SHORT, 0);
glBindVertexArray(0);

Answer 1

对于具有 8 个顶点的立方体，将有 6 * 6 = 36 个法线（因为每个表面都用两个三角形渲染）。

如果错了请纠正我，但我只看到 6 个法线，每个面一个。 该面上的所有顶点都将使用相同的法线。

使用索引绘图我只能通过 8 个，每个顶点一个。 这不允许我通过表面法线，只能通过平均顶点法线。

这就是你的推理失败的地方。 您不仅将顶点位置传递给着色器，还传递了使顶点唯一的一大堆顶点属性。

因此，如果您使用相同的顶点位置 6 次（您经常这样做），但每次使用不同的法线（实际上两个三角形将共享相同的数据），您实际上应该发送该顶点的所有数据 6x，包括位置的副本。

也就是说，您不需要 36 个，您需要4*6=24独特的属性。 您必须分别发送每个面的所有顶点，因为法线不同，并且每个面您必须在 4 个位置之间有所不同。 您也可以将其视为 8*3，因为您必须复制 8 个位置来处理 3 个不同的法线。

所以你最终会得到类似的东西：

GLFloat positions[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 
                        0.0f, 0.0f, 0.0f, 
                        0.0f, 0.0f, 0.0f,
                        1.0f, 0.0f, 0.0f,
                        ...}
GLFloat normals[] = { 1.0f, 0.0f, 0.0f, 
                      0.0f, 1.0f, 0.0f, 
                      0.0f, 0.0f, 1.0f,
                      1.0f, 0.0f, 0.0f,
                      ... }

请注意，虽然在normals和positions有重复，但两者在同一位置的组合是唯一的。