C++博客-C大调如歌的行板-随笔分类-图形学

shader toy 上练习，画了个baby grand piano

陈昱(CY) — Wed, 05 Feb 2014 16:11:00 GMT

https://www.shadertoy.com/view/lslGWf

要牢记GPU跑shader代码时，if是不分支的，常量的for循环是展开的，因此最重要是不要嵌套两层for
镜面反射乱算了个brdf的效果，好像不错；阴影加上去就指令爆了；琴身的distance field还没算准确
截图

陈昱(CY) 2014-02-06 00:11 发表评论

好久没有更新，写一篇凑凑数----上帝之光

陈昱(CY) — Fri, 18 Jun 2010 16:22:00 GMT

昨天某哥们在说god ray的实现，由于OGRE还不太熟，决定还是先用RenderMonkey实现一下，参考了网上的说法，大概是“直接在像素和太阳的位置上采样，再叠加就搞定了”

知道了大概思路，于是匆匆忙忙实现，结果杯具如下：

调了不少时间，调不出来，于是去nv gpu gem3的官网找那个代码，公式照搬，再调一下参数，神器诞生~~
RenderMonkey 实现代码下载

此外最主要的发现是RenderMonkey里的Camera要加进去，在pass里面引用，这样里面的视锥矩阵才是Camera的矩阵。之前的那个有问题的Parallax Mapping：http://www.cppblog.com/jedi-CY/archive/2009/10/24/99351.html，出现奇怪的现象也是没有加Camera导致的。。。汗。。。。。

另外由于RenderMonkey无法获得ViewPort大小，还有其他各种限制等原因，整整用了5个pass，实际实现时2个pass就够了

陈昱(CY) 2010-06-19 00:22 发表评论

第二次地形实践 GeoMipMap 动态地形块渲染

陈昱(CY) — Tue, 09 Feb 2010 11:24:00 GMT

摘要: 之前的一篇文章实现的是完全基于四叉树的动态地形渲染，虽然感觉那种方案是最优美的方案，假设CPU和GPU速度上没有差别的话，那种方案应该是最佳的了。但是现实中CPU速度还是比GPU慢不少的，因此，参考了这篇文章：http://nvidia.e-works.net.cn/document/200908/article8938_2.htm 并按其思路实现了分块的地形LOD算法，整体思路感觉比之... 阅读全文

陈昱(CY) 2010-02-09 19:24 发表评论

IGame骨骼动画成功导出

陈昱(CY) — Sat, 16 Jan 2010 13:10:00 GMT

从3ds max的bip动作库拿了个比较搞笑的~~~~

骨骼导出demo下载（xml文件夹包含max源文件、导出xml文件、生成自定义格式文件）
（关闭程序时，在蓝色控制台最下面那个命令行输入“System.ShutDown”即可）

需要注意的一点：

IGame在导出骨骼xml的时候，max 骨骼，是支持关键帧导出的；biped骨骼，则强制采样导出。
因为max骨骼的动画方式和其它关键帧动画没有什么区别，都是统一的3dsmax设定的那些node；而biped骨骼不同，作为插件，没有和3dsmax的设计保持一致性，你不能看到分开的移动、旋转、缩放的关键帧，在打开“图表编辑器”——“轨迹视图-曲线编辑器”中，你可以看到这些关键帧，但看不到关键帧间数值的曲线变化

因此，biped骨骼在做旋转时，关键帧之间的旋转不能超过180度，否则在四元数插值时，会变成小于180度方向的旋转；而max内置的骨骼不同，它默认使用欧拉角旋转，因此2个关键帧之间可以旋转任意大的角度。

下一步弄顶点蒙皮上去，就基本完整了

陈昱(CY) 2010-01-16 21:10 发表评论

一个有问题的parallax mapping，望高手解决

陈昱(CY) — Sat, 24 Oct 2009 05:36:00 GMT

这个问题在normal mapping阶段就已经出现了，但是效果没有用parallax mapping后明显。具体症状如下：

当摄像机的z轴在正确角度时，上下左右旋转相机，这时看起来parallax mapping是正确的。

但当摄像机沿z方向旋转一个角度后，再上下左右旋转相机，就会发现贴图偏移的方向出现了错误，贴图偏移的方向仍然按着摄像机z轴正确时的偏移方向偏移。

比如说，摄像机沿z旋转180度后，上/下旋转相机，物体的模型改变当然是随着显示俯视/仰视，但是贴图偏移却反过来，变成了仰视/俯视；这时左右旋转，贴图也会出现相反的左视/右视.....
而摄像机沿z旋转90度或270度时，上下旋转相机，贴图偏移却是沿左视、右视改变
摄像机沿z旋转其它角度时，这些改变也随着变化，感觉上就是：贴图的偏移效果仍然认为你的眼睛还在摄像机z轴的正确角度处看。

过后问了一个高手，他说转换到tangent space算错了，然后我再把那本《openGL shading language》normal mapping里面vs的转换tangent space代码直接拿过来，计算的结果却更加不正确，画面都不会有动态的偏移了，后来又去复习了向量旋转的公式，觉得自己的应该还是没有错误，又在网上找了别人写过的代码试验，弄了半天还是不对，现在感觉仍然是原来的代码最接近正确的，但找不到原因，望高手解决。
RenderMonkey源文件：parallaxMapping.rar
有问题的代码：

1uniform vec3 LightPosition;
2
3varying vec3 EyePos_pointTanSpace;
4varying vec3 LightPos_pointTanSpace;
5
6attribute vec3 Tangent;
7//uniform vec3 Tangent;
8
9void main()
10{
11    gl_Position = ftransform();
12    gl_TexCoord[0] = gl_MultiTexCoord0;
13
14    vec3 eyepos=(0,0,0);
15    vec3 Pos_eyeSpace = vec3(gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex);
16
17    // 眼坐标系下的TBN
18    vec3 n = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);
19    vec3 t = normalize(gl_NormalMatrix * Tangent);
20    vec3 b = cross(n, t);
21    mat3 TBN = mat3(t, b, n);
22
23    vec3 pointLightPos=LightPosition-Pos_eyeSpace;//光相对于点，在眼空间的位置
24    LightPos_pointTanSpace=TBN*pointLightPos;//光相对于点，在点的tangent坐标系下的位置
25
26    vec3 eyePos=Pos_eyeSpace*-1.0;       //眼睛相对于点，在眼空间的位置
27    EyePos_pointTanSpace=TBN*eyePos;//眼睛相对于点，在点的tangent坐标系下的点位置
28
29
30}

1uniform sampler2D BumpTex;
2uniform sampler2D BitMapTex;
3uniform float HeightFactor;
4
5varying vec3 EyePos_pointTanSpace;
6varying vec3 LightPos_pointTanSpace;
7
8void main()
9{
10    float height = (texture2D(BumpTex, gl_TexCoord[0].xy)).a;//获得高度
11   height =(height *2.0)-1.0;
12
13    vec3 LightDir=normalize(LightPos_pointTanSpace);//光方向
14    vec3 viewVec=normalize(EyePos_pointTanSpace);//眼睛方向
15
16    vec2 texCoord2=gl_TexCoord[0].xy+viewVec.xy*height*HeightFactor;
17
18    vec3 BumpNorm=vec3(texture2D(BumpTex, texCoord2));
19
20    BumpNorm=(BumpNorm *2.0)-1.0;
21
22    vec4 Co=(texture2D(BitMapTex, texCoord2));
23
24    float diffuse = max(dot(BumpNorm, LightDir), 0.0);
25
26
27    vec3 reflectVec=reflect(-LightDir,BumpNorm);
28
29    float spec = max(dot(reflectVec, viewVec), 0.0);//反射光
30    spec = pow(spec, 8.0);
31
32    float color=spec+diffuse;
33
34    gl_FragColor = Co*color;//vec4(color,spec,0.0, 1.0);
35}

陈昱(CY) 2009-10-24 13:36 发表评论

shader的小奏鸣曲

陈昱(CY) — Sat, 17 Oct 2009 14:50:00 GMT

摘要: 第一个是最容易“发明”的车轮：x射线效果，不过按这个做法实现真正透明的话还要逐个物体渲染到纹理，再叠加： 1uniform vec3 LightPos; 2uniform float specularContribution; 3 4varying vec3 ... 阅读全文

陈昱(CY) 2009-10-17 22:50 发表评论

求某个点的tangent Space 的计算方法

陈昱(CY) — Mon, 12 Oct 2009 15:38:00 GMT

学习normal mapping时，首先需要理解什么是TBN矩阵，在http://blog.csdn.net/soilwork/archive/2006/12/30/1468860.aspx中的环形图已经可以很容易理解TBN的三个分量含义了，但是对于如何计算，找了很多地方都没有一个比较“通俗”的算法（实际上是我没有看懂...）
这里介绍一种本人想到的最容易看懂的算法，不过计算量还是比较大呵呵

如图，已知2个点，坐标分别是P1，P2，还已知他们的纹理坐标，分别是（u1，v1）和（u2，v2），还知道了第一个点的法向量，我们要计算的就是P1的tangent space，即除了法向量外的所谓的“副法向量”B 和所谓的“tangent向量”T。

直接假设所求的B和T在世界坐标中的值：B=（xb，yb，zb），T=（xt，yt，zt）

很容易就知道：
T·B=0
N·T=0
B·N=0
另外他们都是单位向量，又有：
|T|=1
|B|=1
接下来，我们可以用点1的各个数据来表示点2的坐标位置：

P1+T*（u2-u1）+B*（v2-v1）=P2（或者uv交换位置：P1+T*（v2-v1）+B*（u2-u1）=P2，具体是那个可以不管...）

这样6个未知量6个方程，就可以计算得出点1的tangent space了~~

从这里也可以理解到，当纹理贴图坐标不够连续时为什么normal mapping的效果会不理想，因为计算一个点的tangent space还要依赖周围的点的信息

陈昱(CY) 2009-10-12 23:38 发表评论

学习shader第一步

陈昱(CY) — Tue, 15 Sep 2009 15:30:00 GMT

很早就想学习shader了，当时看着那本《openGL超级宝典》的高级shader语言看了2遍，却被误导到了那些什么shaderObject，shaderProgramme的概念上，还一直在思考一个Programme和Object之间的关系。
诸如包含和被包含、一对多，还有在程序中何时准备，何时释放的问题（曾看过网上一个例子，在游戏循环中居然不断重新编译）。

因为被这些问题搞混了很久，所以觉得应该找本更详细的书看，于是就找了本《openGL shading language》英文版电子书，前面5章的内容仍然是那些渲染管线的老问题，因为害怕会漏点什么，都耐着性子看，业余时间看了10天左右，才看到第6章一个入门的例子，还有第七章解决了以前困扰着的问题。

接下来用了那个RenderMonkey明明白白地试验了第6章的那个例子，试验时又冒出了不少数学问题，例如：vs中的法线变换为什么不用gl_ModelViewMatrix去乘、矩阵的各种运算公式等等，哎，都怪大一时线性代数学的太烂。

以下是按照“橙宝书”第六章的砖块，这一章后面留给读者有关解决颜色锯齿的问题，弄了半天.....
另外，RenderMonkey添加中文注释时，有时候居然会出什么“type name expected at token ""”，然后编译不通过，也弄了半天...

uniform vec3 f3LightPos;
const float specularContribution=0.4;
const float diffuseContribution=1.0-specularContribution;

varying float LightIntensity;
varying vec2  MCposition;

void main(void)
{
   vec3 ecPosition = vec3(gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex);//在眼坐标系中物体的坐标

   vec3 tnorm     = normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal);//在眼坐标系中的法线

   vec3 lightEyePos=vec3(vec4(f3LightPos,1.0));

   vec3 lightVec   = normalize(lightEyePos - ecPosition);//灯光方向(跟着眼睛移动)

   vec3 reflectVec = reflect(-lightVec, tnorm);//反射方向
   vec3 viewVec    = normalize(-ecPosition);//眼睛的前方向
   float diffuse   = max(dot(lightVec, tnorm), 0.0);//光线和法线的乘积
   float spec      = 0.0;

    if (diffuse > 0.0)
    {
        spec = max(dot(reflectVec, viewVec), 0.0);//反射光
        spec = pow(spec, 2.0);
    }

    LightIntensity = diffuseContribution * diffuse +specularContribution * spec;

    MCposition=gl_Vertex.xy;

   gl_Position =gl_ProjectionMatrix*gl_ModelViewMatrix * gl_Vertex;// ftransform();
}

uniform vec4 BrickColor;
uniform vec4 EdgeColor;
uniform vec2 f2BrickSize;
uniform vec2 f2BrickInnerPerc;

varying vec2 MCposition;
varying float LightIntensity;

void main(void)
{
   vec4  color;
   vec2  position, useBrick;
   position=MCposition*0.02/f2BrickSize;
   //在贴图为参考比例
   if (fract(position.y * 0.5) > 0.5)
      position.x += 0.5;


   position = fract(position);//在贴图上


   float smallX=(1.0-f2BrickInnerPerc.x)/2.0;
   float bigX=1.0-smallX;


   float smallY=(1.0-f2BrickInnerPerc.y)/2.0;
   float bigY=1.0-smallY;

   if(position.x>0.5)
      useBrick.x = 1.0-smoothstep(bigX-0.03, bigX+0.03,position.x);
   else
   {
   //useBrick.x = step(position.x, f2BrickInnerPerc.x);
     useBrick.x = smoothstep(smallX-0.03, smallX+0.03,position.x);
      }
   if (position.y>0.5)
      useBrick.y = 1.0-smoothstep(bigY-0.03, bigY+0.03,position.y);
   else
   {
   //useBrick.y = step(position.y, f2BrickInnerPerc.y);
   useBrick.y = smoothstep(smallY-0.03, smallY+0.03,position.y);
   }

  // useBrick.x = step(position.x, f2BrickInnerPerc.x);
  // useBrick.y = step(position.y, f2BrickInnerPerc.y);

    color  = mix(EdgeColor,BrickColor , useBrick.x * useBrick.y);


   color=color*LightIntensity;

   gl_FragColor = vec4( color.rgb, 1.0 );
}

接下来学习的主要问题：

shader环境配置、语法等烦问题都解决了，也能看明白RenderMonkey自带的一些比较简单的例子的整体思路。

但是每个例子中的细节部分，每个具体步骤的计算，却不明白。因此现在是看懂例子的大概，但是要我重新写一个，或者指出例子中某个具体计算的作用，或者脑里想象例子中某个具体步骤产生的效果，肯定不会...

陈昱(CY) 2009-09-15 23:30 发表评论

一个想法，实习n维立方体！！！（结束）

陈昱(CY) — Mon, 03 Aug 2009 14:29:00 GMT

摘要: 注意：如果需要转载，请注明作者作者：陈昱（CY）最后一章，主要是说明一下面生成的分析，其实这里所有元素，除了0维时的第一个点外，生成都是拉伸产生的（有玩过3Dmax的朋友应该很了解那个Extrude建模，就是那样了）之前在面结构定义里包含了4个点，这其实无法表达面的真正关系，面还是应该由线来表达。因为面是由线拉伸产生的，和点没有直接的联系。面的产生中，在进入2维前，都是空的，进入2维的生成后，... 阅读全文

陈昱(CY) 2009-08-03 22:29 发表评论

一个想法，实现n维超级立方体！！！初步成功！！！（第二章）

陈昱(CY) — Sat, 01 Aug 2009 14:16:00 GMT

摘要: 注意：如果需要转载，请注明作者作者：陈昱（CY）继续上一章写，根据上一章线段存储的思路，完成线的复制代码如下： 1void CSuperCube::CaculateLHelp(int currentDim) 2{ 3 //---------------------------边计算 4&n... 阅读全文

陈昱(CY) 2009-08-01 22:16 发表评论

一个想法，用程序画出高维超立方体在三维上的投影！！！（1）

陈昱(CY) — Fri, 31 Jul 2009 13:32:00 GMT

摘要: 以前还在学校时，有过强烈的目睹高维物体的愿望，也想自己实现一个4维立方体试试，于是先在网络上到处找n维立方体有关的展示视频，在youtobe上发现了不少，一看就是一整天，结果第二天有别的事情，干别的事去了，当时连规律都没有找，想法就此结束。今天突然又有了兴致，于是决定好好分析一番。从最基本开始，点，我们容易推出，0维到n维，超立方体的点数是2的n次方。另外还容易推出：每增加一维，就会诞生新的空间概... 阅读全文

陈昱(CY) 2009-07-31 21:32 发表评论

之前做的LOD动态地形

陈昱(CY) — Tue, 30 Jun 2009 04:53:00 GMT

摘要: 看了何咏的文章（http://www.graphixer.com.cn/ShowWorks.asp?Type=1&ID=28）后，再找到了最原始的那篇论文，也实现了一个，仅仅实现了动态地形优化部分，纹理等其它无关算法的内容没有加上去。使用OpenGL渲染，即以前做毕业设计时的框架，顺便也可以改进一下以前的游戏框架~这里就不说算法了，读者可以找找何咏说到的那篇论文，个人觉得主要难点是理解消除... 阅读全文

陈昱(CY) 2009-06-30 12:53 发表评论