opengl – perlin噪声的每顶点法线？

所以,我们假设您的位置计算如下：

vec3 CalcPosition(in vec2 loc) {
    float height = MyNoiseFunc2D(loc);
    return vec3(loc,height);
}

这会生成3D位置.但这个位置在哪个空间？这就是问题所在.

大多数噪声函数都希望loc在某个特定的浮点范围内是两个值.您的噪声函数有多好将决定您可以传入值的范围.现在,如果您的模型空间2D位置不能保证在噪声函数的范围内,那么您需要将它们转换为该范围,进行计算,以及然后将其转换回模型空间.

这样,您现在拥有3D位置. X和Y值的变换很简单(与噪声函数空间的变换相反),但是Z的变换是什么？在这里,你必须在高度上应用某种比例.噪声函数将返回范围[0,1]上的数字,因此您需要将此范围缩放到与X和Y值相同的模型空间.这通常通过选择最大高度并适当地缩放位置来完成.因此,我们修改的计算位置看起来像这样：

vec3 CalcPosition(in vec2 modelLoc,const in mat3 modelToNoise,const in mat4 noiseToModel)
{
    vec2 loc = modelToNoise * vec3(modelLoc,1.0);
    float height = MyNoiseFunc2D(loc);
    vec4 modelPos = noiseToModel * vec4(loc,height,1.0);
    return modelPos.xyz;
}

两个矩阵转换为噪声函数的空间,然后转换回来.您的实际代码可能会使用不太复杂的结构,具体取决于您的用例,但完整的仿射变换很容易描述.

好了,既然我们已经确定了这一点,那么你需要记住的是：除非你知道它处于什么空间,否则没有任何意义.你的正常,你的立场,没有关系,直到你确定它所处的空间.

此函数返回模型空间中的位置.我们需要计算模型空间中的法线.要做到这一点,我们需要3个位置：顶点的当前位置,以及稍微偏离当前位置的两个位置.我们获得的位置必须在模型空间中,否则我们的正常情况不会.

因此,我们需要具备以下功能：

void CalcDeltas(in vec2 modelLoc,const in mat4 noiseToModel,out vec3 modelXOffset,out vec3 modelYOffset)
{
    vec2 loc = modelToNoise * vec3(modelLoc,1.0);
    vec2 xOffsetLoc = loc + vec2(delta,0.0);
    vec2 yOffsetLoc = loc + vec2(0.0,delta);
    float xOffsetHeight = MyNoiseFunc2D(xOffsetLoc);
    float yOffsetHeight = MyNoiseFunc2D(yOffsetLoc);
    modelXOffset = (noiseToModel * vec4(xOffsetLoc,xOffsetHeight,1.0)).xyz;
    modelYOffset = (noiseToModel * vec4(yOffsetLoc,yOffsetHeight,1.0)).xyz;
}

显然,您可以将这两个函数合并为一个.

增量值是噪声纹理输入空间中的小偏移量.此偏移的大小取决于您的噪声功能;它需要足够大才能返回与实际当前位置返回的高度明显不同的高度.但它需要足够小,以免你从噪声分布的随机部分中拉出来.

你应该了解你的噪音功能.

现在您在模型空间中有三个位置(当前位置,x偏移和y偏移),您可以在模型空间中计算顶点法线：

vec3 modelXGrad = modelXOffset - modelPosition;
vec3 modelYGrad = modelYOffset - modelPosition;

vec3 modelNormal = normalize(cross(modelXGrad,modelYGrad));

从这里开始做常规事.但永远不要忘记跟踪各种向量的空间.

哦,还有一件事：这应该在顶点着色器中完成.在几何着色器中没有理由这样做,因为没有计算影响其他顶点.让GPU的并行性为您服务.