OpenGL生成的法線貼圖並增加光照

這一篇將由OpenGL生成法線貼圖的基礎上再增加光照效果。
思路如下：

1. 準備一張牆壁圖片A。
2. 通過A自動生成法線貼圖。
3. 設計一個平行光，指定平行光的光照顏色和光照方向。
4. 使用漫反射光照公式，法線貼圖和光照方向進行點乘。
5. 計算出光照渲染出的高光部分和陰影部分，和A進行乘法操作。

原圖如下：

首先驗證是否生成法線貼圖，代碼如下：

#iChannel0"file://./wall.jpeg"

float getVal(vec2 uv)
{
    return length(texture(iChannel0,uv).xyz);
}
    
vec2 getGrad(vec2 uv,float delta)
{
    vec2 d=vec2(delta,0);
    return vec2(
        getVal(uv+d.xy)-getVal(uv-d.xy),
        getVal(uv+d.yx)-getVal(uv-d.yx)
    )/delta;
}

void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord)
{
	vec2 uv = fragCoord.xy / iResolution.xy;
    vec3 n = vec3(getGrad(uv, 1.0/iResolution.y), 150.0);
    n = normalize(n);
    fragColor = vec4(n,1);
}

法線效果圖：

接下來增加純白色光照：

#iChannel0"file://./wall.jpeg"

float getVal(vec2 uv)
{
    return length(texture(iChannel0,uv).xyz);
}
    
vec2 getGrad(vec2 uv,float delta)
{
    vec2 d=vec2(delta,0);
    return vec2(
        getVal(uv+d.xy)-getVal(uv-d.xy),
        getVal(uv+d.yx)-getVal(uv-d.yx)
    )/delta;
}

void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord)
{
	vec2 uv = fragCoord.xy / iResolution.xy;
    vec3 n = vec3(getGrad(uv, 1.0/iResolution.y), 150.0);
    n = normalize(n);
    fragColor = vec4(n,1);
    // 光源方向
    vec3 ligthDir = vec3(5.0, 0.0, 10.0);
    // 光源顏色
    vec3 ligthColor = vec3(1.0);
    // 漫反射
    vec3 diffuse = ligthColor * max(dot(n, normalize(ligthDir)), 0.0);
    fragColor = vec4(diffuse, 1.0);
}

效果圖如下，可以見到明顯的高光和陰影部分：

最後增加紋理貼圖：

#iChannel0"file://./wall.jpeg"

float getVal(vec2 uv)
{
    return length(texture(iChannel0,uv).xyz);
}
    
vec2 getGrad(vec2 uv,float delta)
{
    vec2 d=vec2(delta,0);
    return vec2(
        getVal(uv+d.xy)-getVal(uv-d.xy),
        getVal(uv+d.yx)-getVal(uv-d.yx)
    )/delta;
}

void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord)
{
	vec2 uv = fragCoord.xy / iResolution.xy;
    vec3 n = vec3(getGrad(uv, 1.0/iResolution.y), 150.0);
    n = normalize(n);
    fragColor = vec4(n,1);
    // 光源方向
    vec3 ligthDir = vec3(5.0, 0.0, 10.0);
    // 光源顏色
    vec3 ligthColor = vec3(1.0);
    // 漫反射
    vec3 diffuse = ligthColor * max(dot(n, normalize(ligthDir)), 0.0);
    fragColor = vec4(diffuse, 1.0);
    // 紋理貼圖
    vec4 color = texture(iChannel0, uv);
    fragColor = vec4(diffuse * color.rgb, 1.0);
}

效果圖如下，感覺效果不是那麼好：

將ligthColor設置爲vec3(0.9922, 0.4667, 0.1137)，效果圖如下：