[英]Opengl terrain texture shading
我目前正在用Java開發OpenGL(JOGL)項目。 目標是創建具有紋理和陰影的地形。
我正在使用這些值作為高度圖來創建隨機單純形噪聲。 高度映射到一維紋理以基於高度模擬着色。 然后使用一種材質(環境/漫反射/鏡面反射/光澤度)來模擬陰影。
然而; 在為地形添加陰影后,“條紋”出現在地形的每個“列”(Y方向)上。
然后應用以下材料:
TERRAIN(
new float[]{0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f},
new float[]{0.7f, 0.7f, 0.7f, 1.0f},
new float[]{0.2f, 0.2f, 0.2f, 1.0f},
new float[]{100f})
材質枚舉構造函數:
Material(float[] ambient, float[] diffuse, float[] specular, float[] shininess) {
this.ambient = ambient;
this.diffuse = diffuse;
this.specular = specular;
this.shininess = shininess;
}
我使用以下方法應用材料:
public void use(GL2 gl) {
// set the material properties
gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GLLightingFunc.GL_AMBIENT, ambient, 0);
gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GLLightingFunc.GL_DIFFUSE, diffuse, 0);
gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GLLightingFunc.GL_SPECULAR, specular, 0);
gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GLLightingFunc.GL_SHININESS, shininess, 0);
}
創建2個0-1值一致的“噪聲數組”后,將創建一個2D向量數組,包含X * Y個向量,其中每個向量代表平面/地形中的一個點。
這是在這些點之間繪制三角形的方法,您可以看到我每列(Y方向)繪制平面:
public void draw(GL2 gl, GLU glu, GLUT glut, Drawer drawer) {
Material.TERRAIN.use(gl);
texture.bind(gl);
if (showGrid)
gl.glPolygonMode( gl.GL_FRONT_AND_BACK, gl.GL_LINE );
ArrayList<Vector[]> normals = new ArrayList<>();
for(int i=1;i<vectors.length;i++) {
gl.glBegin(gl.GL_TRIANGLE_STRIP);
for (int j = 0; j < vectors[i].length; j++) {
Vector normalTopRight, normalBottomLeft;
//Calculate normals top right
Vector v1, v2, triangleCenterTR;
if (j < vectors[i].length - 1)
{
v1 = vectors[i-1][j].subtract(vectors[i][j]);
v2 = vectors[i][j+1].subtract(vectors[i][j]);
normalTopRight = v2.cross(v1).normalized();
// Get center (a+b+c)*(1/3)
triangleCenterTR = (vectors[i][j].add(vectors[i - 1][j]).add(vectors[i][j + 1])).scale(1.0 / 3);
} else {
v1 = vectors[i-1][j].subtract(vectors[i][j]);
v2 = vectors[i][j-1].subtract(vectors[i][j]);
normalTopRight = v1.cross(v2).normalized();
// Get center (a+b+c)*(1/3)
triangleCenterTR = (vectors[i][j].add(vectors[i-1][j]).add(vectors[i][j-1])).scale(1.0/3);
}
normals.add(new Vector[] {triangleCenterTR, triangleCenterTR.add(normalTopRight)});
if (j != 0)
{
v1 = vectors[i][j].subtract(vectors[i-1][j]);
v2 = vectors[i-1][j-1].subtract(vectors[i-1][j]);
normalBottomLeft = v2.cross(v1).normalized();
// Get center (a+b+c)*(1/3)
Vector triangleCenterBL = (vectors[i - 1][j].add(vectors[i][j]).add(vectors[i - 1][j - 1])).scale(1.0 / 3);
normals.add(new Vector[]{triangleCenterBL, triangleCenterBL.add(normalBottomLeft)});
} else {
normalBottomLeft = null; // If j==0, there is no bottom left triangle above
}
/**
* We have everything to start drawing
*/
// Set some color
if (j == 0) {
// Initialization vector
gl.glTexCoord1d(mapTextureToHeight(vectors[i][j].z));
drawer.glVertexV(vectors[i][j]);
} else {
drawer.glNormalV(normalBottomLeft);
}
// Shift left
gl.glTexCoord1d(mapTextureToHeight(vectors[i - 1][j].z));
drawer.glVertexV(vectors[i - 1][j]);
// Right down diagonally
if (j < vectors[i].length - 1) { // Skip if we are reached the end
gl.glTexCoord1d(mapTextureToHeight(vectors[i][j + 1].z));
drawer.glNormalV(normalTopRight);
drawer.glVertexV(vectors[i][j + 1]);
}
}
gl.glEnd();
}
if (showGrid)
gl.glPolygonMode( gl.GL_FRONT_AND_BACK, gl.GL_FILL );
if (drawNormals) {
for (Vector[] arrow : normals) {
if (yellowNormals)
Material.YELLOW.use(gl);
else
gl.glTexCoord1d(mapTextureToHeight(arrow[0].z));
drawer.drawArrow(arrow[0], arrow[1], 0.05);
}
}
texture.unbind(gl);
}
出現條紋的最明顯原因是我每列繪制了三角形,導致OpenGL無法平滑多邊形(GL_SMOOTH)上的陰影。 有沒有什么辦法解決這一問題?
[Edit1]摘自Spektre的評論
我剛剛完成了平均法線的計算,現在確實地勢平坦,但是光照看起來有些暗淡(沒有深度)
這是繪制地形的新代碼:
public void draw() {
if (showGrid)
gl.glPolygonMode( gl.GL_FRONT_AND_BACK, gl.GL_LINE);
texture.bind(gl);
Material.TERRAIN.use(gl);
for(int i=1;i<vectors.length;i++) {
gl.glBegin(gl.GL_TRIANGLE_STRIP);
for (int j = 0; j < vectors[i].length; j++) {
// Initialization vector
gl.glTexCoord1d(mapTextureToHeight(vectors[i][j].z));
drawer.glNormalV(normals.get(vectors[i][j]));
drawer.glVertexV(vectors[i][j]);
// Shift left
gl.glTexCoord1d(mapTextureToHeight(vectors[i - 1][j].z));
drawer.glNormalV(normals.get(vectors[i - 1][j]));
drawer.glVertexV(vectors[i - 1][j]);
}
gl.glEnd();
}
if (showGrid)
gl.glPolygonMode( gl.GL_FRONT_AND_BACK, gl.GL_FILL );
if (drawNormals)
drawFaceNormals();
texture.unbind(gl);
}
我將其清理干凈,我確定法線使用drawnormals函數指向正確的方式,並確保OpenGL使用FRONT來將地形的頂部視為FRONT(gl.GL_FRONT->僅在地形上方繪制,而不在下方繪制)。
這是完整的類: PasteBin
感謝@Spektre幫助我。
正確計算頂點上所有周圍平面的平均法線並將此法線用於glNormal
,陰影是正確的。
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