opengl - OpenGL：单个三角形平面的正面和背面是否有不同的光效？

Question

比如说，我们有一个带有单个三角形（三个顶点）的网格。给一个直接面对三角形的光源。

空间中的这个单个三角形面（只有一个）在概念上具有两个面，具体取决于相机位置。让我们将面对光线的脸称为正面，而将另一张脸称为背面。我们还将法线向量传递给 OpenGL，其方向是从正面到光源。

我的问题是：对三角形应用照明后，三角形的正面和背面看起来是否相同？或者它们看起来不同，背面更暗，正面更亮？为什么？我对现代的 openGL 和旧的修复功能 opengl 都很好奇，如果它是相关的。

另外，这与面部剔除有什么关系，我们在哪里处理 CCW 三角形前面？我相信不会。而面部剔除的“前”概念是不同的。它告诉三角形（作为一个整体）是正面还是背面，而不是它的两侧。如果我错了，请指出我。

标签： openglgraphicsshader

Answer 1

我对现代的 openGL 和旧的修复功能 opengl 都很好奇，如果它是相关的。

使用现代 GL，这很容易：您编写着色器。如果您想区别对待正面和背面，您可以这样做。如果你不想这样，你也可以这样做。请注意，片段着色器可以访问gl_FrontFacing输入，这会告诉它正在处理的是脸部的哪一侧。

在传统的固定功能管道中，这由GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE可通过以下方式设置的参数控制glLightModel：

如果params[这里指的GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE]为0（或0.0），则指定单面光照，光照方程中只使用前面的材质参数。否则，将指定两侧照明。在这种情况下，背面多边形的顶点使用背面材质参数进行照明，并在计算照明方程之前反转它们的法线。正面多边形的顶点始终使用正面材质参数进行照明，其法线不变。初始值为 0。

因此，使用固定功能管道，您也可以两者兼得。

我的问题是：对三角形应用照明后，三角形的正面和背面看起来是否相同？或者它们看起来不同，背面更暗，正面更亮？

事实也并非如此。脸是亮还是暗很大程度上取决于来自某些光源的入射光与表面法线（您提供）之间的角度。“三角形的正面和背面看起来是否相同”确实是一个奇怪的问题，因为根据定义，您只能看到其中一个表面。现在你可以问对方会有什么样的外观，但由于照明也取决于视图，所以这不是一个有意义的问题。要真正看到另一面，您需要：

• 翻转三角形方向。但是如果你只是改变顶点的顺序而不改变其他任何东西（尤其是不是法线），得到的光照是一样的。这适用于单面和双面照明模式（假设您对两侧使用相同的材​​料）。

• 更改查看器位置以从另一侧查看三角形。在双面照明模式下，这将在外观上产生巨大差异，因为正常情况相反。在单面照明中，您也会看到差异，因为镜面反射分量也取决于视角，但漫反射部分实际上不会改变。

• 您实际上反映了世界中的三角形（包括它的法线）。如果您在双边光照模式下执行此操作，并假设提供的法线垂直于三角形平面，将产生与之前看到的相同的光照，同样有效地，它将使用与之前相同的法线。在单面光照模式下，法线会反转到你之前的状态，所以会再次出现巨大的差异。