Неверное зеркальное отражение

Question

Я пытаюсь сделать небольшой 3D-движок для моей магистерской степени (и для своего мастерства). У меня проблема зеркального отражения. (Прошу прощения за ссылку на иллюстрацию, но пока у меня недостаточно репутации). Все источники доступны на моем GitHub: DWRenderer

Прямо здесь, мы опережать объект, но камера находится на передней панели также свет. Как мы видим, за объектом есть отражение.

Для описания реальных параметров все вычисления производятся в мировом пространстве (обычно ... с этой проблемой, я сомневаюсь). Я поставил камеру в положение vec3 (0, 0, 3) для теста, а свет - это просто точка в vec3 (1,2, 1, 2), представляемая кубом. Я использую Qt 5.4 и OpenGL 4.1 под Ubuntu с драйверами Nvidia.

Вот моя вершинный шейдер:

#version 410 core 

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

out vec3 Normal; 
out vec3 FragPos; 

uniform mat4 model; 
uniform mat4 view; 
uniform mat4 projection; 
uniform mat3 normalMatrix; 

void main() 
{ 
    gl_Position = projection * view * model * vec4(position, 1.0f); 
    FragPos = vec3(model * vec4(position, 1.0f)); 
    Normal = normalMatrix * normal; 
} 

И мой пиксельный шейдер:

#version 410 core 

out vec4 color; 

in vec3 Normal; 
in vec3 FragPos; 

struct Material { 
    vec3 ambient; 
    vec3 diffuse; 
    vec3 specular; 
    float shininess; 
}; 

struct Light { 
    vec3 position; 

    vec3 ambient; 
    vec3 diffuse; 
    vec3 specular; 
}; 

uniform Material material; 
uniform Light light; 

uniform vec3 viewPos; 

void main() 
{ 
    // Vectors 
    vec3 norm = normalize(Normal); 
    vec3 lightDir = normalize(light.position - FragPos); 
    vec3 viewDir = normalize(viewPos - FragPos); 
    vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, norm); 

    // Ambient 
    vec3 ambient = material.ambient * light.ambient; 

    // Diffuse 
    float diff = clamp(dot(lightDir, norm), 0.0, 1.0); 
    vec3 diffuse = diff * material.diffuse * light.diffuse; 

    // Specular - The bug seems only here 
    float spec = pow(clamp(dot(viewDir, reflectDir), 0.0, 1.0), material.shininess); 
    vec3 specular = spec * material.specular * light.specular; 

    vec3 result = (diffuse + specular + ambient); 
    color = vec4(result, 1.0f); 

    // For test vectors 
    //color = vec4(specular, 1.0f); 
} 

И код в игровом цикле (paintGL со временем с интервалом 16мс в режиме реального времени) для инициализации равномерной переменной (положение камеры для шейдера фиксировано, я могу обернуть свой куб для проверки ошибки. Положение света находится в «initializeGL» и зафиксировано тоже):

// Draw cube 
    m_cubeShader->useShaderProgram(); 
    GLint lightPosLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "light.position"); 
    GLint viewPosLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "viewPos"); 
    GLint matAmbientLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "material.ambient"); 
    GLint matDiffuseLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "material.diffuse"); 
    GLint matSpecularLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "material.specular"); 
    GLint matShineLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "material.shininess"); 
    GLint lightAmbientLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "light.ambient"); 
    GLint lightDiffuseLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "light.diffuse"); 
    GLint lightSpecularLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "light.specular"); 
    glUniform3f(lightAmbientLoc, 0.2f, 0.2f, 0.2f); 
    glUniform3f(lightDiffuseLoc, 0.5f, 0.5f, 0.5f); 
    glUniform3f(lightSpecularLoc, 1.0f, 1.0f, 1.0f); 
    glUniform3f(matAmbientLoc, 1.0f, 0.5f, 0.31f); 
    glUniform3f(matDiffuseLoc, 1.0f, 0.5f, 0.31f); 
    glUniform3f(matSpecularLoc, 0.5f, 0.5f, 0.5f); 
    glUniform1f(matShineLoc, 32.0f); 
    glUniform3f(viewPosLoc, 0.0f, 0.0f, 3.0f); // For testing a bug - Unresolved 
    //glUniform3f(viewPosLoc, m_camera->getPosition().x, m_camera->getPosition().y, m_camera->getPosition().z); 
    glUniform3f(lightPosLoc, m_lightPos.x, m_lightPos.y, m_lightPos.z); 

    glm::mat4 model; 
    glm::mat4 view; 
    glm::mat4 projection; 
    glm::mat3 normalMatrix; 
    normalMatrix = glm::mat3(glm::transpose(glm::inverse(model))); 
    view = m_camera->getViewMatrix(); 
    projection = glm::perspective(glm::radians(m_camera->getFov()), (GLfloat)m_screenWidth/(GLfloat)m_screenHeight, 0.1f, 100.0f); 
    GLint normalMatrixLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "normalMatrix"); 
    GLint modelLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "model"); 
    GLint viewLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "view"); 
    GLint projectionLoc = glGetUniformLocation(m_cubeShader->getId(), "projection"); 
    glUniformMatrix3fv(normalMatrixLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(normalMatrix)); 
    glUniformMatrix4fv(modelLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(model)); 
    glUniformMatrix4fv(viewLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(view)); 
    glUniformMatrix4fv(projectionLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projection)); 

    glBindVertexArray(m_cubeVAO); 
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36); 
    glBindVertexArray(0); 

    // Draw light 
    m_lightShader->useShaderProgram(); 

    model = glm::mat4(); 
    model = glm::translate(model, m_lightPos); 
    model = glm::scale(model, glm::vec3(0.2f)); 
    modelLoc = glGetUniformLocation(m_lightShader->getId(), "model"); 
    viewLoc = glGetUniformLocation(m_lightShader->getId(), "view"); 
    projectionLoc = glGetUniformLocation(m_lightShader->getId(), "projection"); 
    glUniformMatrix4fv(modelLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(model)); 
    glUniformMatrix4fv(viewLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(view)); 
    glUniformMatrix4fv(projectionLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projection)); 

    glBindVertexArray(m_lightVAO); 
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36); 
    glBindVertexArray(0); 

Я попытался выполнить вычисления в пространстве просмотра, но это не сработает. Я попытался изменить/нормализовать/использовать max() вместо clamp(), но через несколько часов по этой проблеме. У меня нет никаких идей.

Answer 1

У вас есть только рассеянный и зеркальный свет, если lightDir (направление от фрагмента к свету) находится в направлении norm (нормальный вектор фрагмента). Если они направлены против вас, вы можете обойтись без диффузного и зеркального света. Другими словами, если это не какой-либо диффузный свет (потому что diff - 0.0), то и никакого зеркального света тоже нет. Адаптируйте свой код следующим образом:

void main() 
{ 
    // Vectors 
    vec3 norm = normalize(Normal); 
    vec3 lightDir = normalize(light.position - FragPos); 
    vec3 viewDir = normalize(viewPos - FragPos); 
    vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, norm); 

    // Ambient 
    vec3 ambient = material.ambient * light.ambient; 

    vec3 result = ambient; 
    float dotNvLd = dot(norm, lightDir); 
    if (dotNvLd > 0.0) // test if normal vector not directed against vector to light position 
    { 
     // Diffuse 
     float diff = min(dotNvLd, 1.0); 
     vec3 diffuse = diff * material.diffuse * light.diffuse; 

     // Specular - The bug seems only here 
     float spec = pow(clamp(dot(viewDir, reflectDir), 0.0, 1.0), material.shininess); 
     vec3 specular = spec * material.specular * light.specular; 

     result = (diffuse + specular + ambient); 
    } 

    color = vec4(result, 1.0f); 

    // For test vectors 
    //color = vec4(specular, 1.0f); 
}