dodanie PBR i poprawka SkyBoxa
This commit is contained in:
parent
7e63de4e57
commit
704b4d87be
150
grk/cw 6/Zadania 8.html
Normal file
150
grk/cw 6/Zadania 8.html
Normal file
@ -0,0 +1,150 @@
|
|||||||
|
<!DOCTYPE html>
|
||||||
|
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" lang="" xml:lang="">
|
||||||
|
<head>
|
||||||
|
<meta charset="utf-8" />
|
||||||
|
<meta name="generator" content="pandoc" />
|
||||||
|
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=yes" />
|
||||||
|
<title>Zadania 8</title>
|
||||||
|
<style>
|
||||||
|
code{white-space: pre-wrap;}
|
||||||
|
span.smallcaps{font-variant: small-caps;}
|
||||||
|
span.underline{text-decoration: underline;}
|
||||||
|
div.column{display: inline-block; vertical-align: top; width: 50%;}
|
||||||
|
div.hanging-indent{margin-left: 1.5em; text-indent: -1.5em;}
|
||||||
|
ul.task-list{list-style: none;}
|
||||||
|
pre > code.sourceCode { white-space: pre; position: relative; }
|
||||||
|
pre > code.sourceCode > span { display: inline-block; line-height: 1.25; }
|
||||||
|
pre > code.sourceCode > span:empty { height: 1.2em; }
|
||||||
|
code.sourceCode > span { color: inherit; text-decoration: inherit; }
|
||||||
|
div.sourceCode { margin: 1em 0; }
|
||||||
|
pre.sourceCode { margin: 0; }
|
||||||
|
@media screen {
|
||||||
|
div.sourceCode { overflow: auto; }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
@media print {
|
||||||
|
pre > code.sourceCode { white-space: pre-wrap; }
|
||||||
|
pre > code.sourceCode > span { text-indent: -5em; padding-left: 5em; }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pre.numberSource code
|
||||||
|
{ counter-reset: source-line 0; }
|
||||||
|
pre.numberSource code > span
|
||||||
|
{ position: relative; left: -4em; counter-increment: source-line; }
|
||||||
|
pre.numberSource code > span > a:first-child::before
|
||||||
|
{ content: counter(source-line);
|
||||||
|
position: relative; left: -1em; text-align: right; vertical-align: baseline;
|
||||||
|
border: none; display: inline-block;
|
||||||
|
-webkit-touch-callout: none; -webkit-user-select: none;
|
||||||
|
-khtml-user-select: none; -moz-user-select: none;
|
||||||
|
-ms-user-select: none; user-select: none;
|
||||||
|
padding: 0 4px; width: 4em;
|
||||||
|
color: #aaaaaa;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pre.numberSource { margin-left: 3em; border-left: 1px solid #aaaaaa; padding-left: 4px; }
|
||||||
|
div.sourceCode
|
||||||
|
{ }
|
||||||
|
@media screen {
|
||||||
|
pre > code.sourceCode > span > a:first-child::before { text-decoration: underline; }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
code span.al { color: #ff0000; font-weight: bold; } /* Alert */
|
||||||
|
code span.an { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* Annotation */
|
||||||
|
code span.at { color: #7d9029; } /* Attribute */
|
||||||
|
code span.bn { color: #40a070; } /* BaseN */
|
||||||
|
code span.bu { } /* BuiltIn */
|
||||||
|
code span.cf { color: #007020; font-weight: bold; } /* ControlFlow */
|
||||||
|
code span.ch { color: #4070a0; } /* Char */
|
||||||
|
code span.cn { color: #880000; } /* Constant */
|
||||||
|
code span.co { color: #60a0b0; font-style: italic; } /* Comment */
|
||||||
|
code span.cv { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* CommentVar */
|
||||||
|
code span.do { color: #ba2121; font-style: italic; } /* Documentation */
|
||||||
|
code span.dt { color: #902000; } /* DataType */
|
||||||
|
code span.dv { color: #40a070; } /* DecVal */
|
||||||
|
code span.er { color: #ff0000; font-weight: bold; } /* Error */
|
||||||
|
code span.ex { } /* Extension */
|
||||||
|
code span.fl { color: #40a070; } /* Float */
|
||||||
|
code span.fu { color: #06287e; } /* Function */
|
||||||
|
code span.im { } /* Import */
|
||||||
|
code span.in { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* Information */
|
||||||
|
code span.kw { color: #007020; font-weight: bold; } /* Keyword */
|
||||||
|
code span.op { color: #666666; } /* Operator */
|
||||||
|
code span.ot { color: #007020; } /* Other */
|
||||||
|
code span.pp { color: #bc7a00; } /* Preprocessor */
|
||||||
|
code span.sc { color: #4070a0; } /* SpecialChar */
|
||||||
|
code span.ss { color: #bb6688; } /* SpecialString */
|
||||||
|
code span.st { color: #4070a0; } /* String */
|
||||||
|
code span.va { color: #19177c; } /* Variable */
|
||||||
|
code span.vs { color: #4070a0; } /* VerbatimString */
|
||||||
|
code span.wa { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* Warning */
|
||||||
|
</style>
|
||||||
|
<link rel="stylesheet" href="style.css" />
|
||||||
|
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/mathjax@3/es5/tex-chtml-full.js" type="text/javascript"></script>
|
||||||
|
<!--[if lt IE 9]>
|
||||||
|
<script src="//cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/html5shiv/3.7.3/html5shiv-printshiv.min.js"></script>
|
||||||
|
<![endif]-->
|
||||||
|
</head>
|
||||||
|
<body>
|
||||||
|
<h1 id="physically-based-rendering">Physically based rendering</h1>
|
||||||
|
<p>Physically based rendering jest zbiorem technik renderowania, które bazują na teorii, która ma za zadanie odwzorowywać świat rzeczywisty.</p>
|
||||||
|
<p>Podstawową dla obliczenia jest <em>rendering equation</em> następującej postaci.</p>
|
||||||
|
<p><span class="math display">\[L_o(p,\omega_o)=\int_\Omega f_r(p,\omega_i,\omega_o)L_i(p,\omega_i)n\cdot \omega_i\ d\omega_i\]</span> Całka przechodzi po wszystkich kierunkach na półkuli <span class="math inline">\(\Omega\)</span> oblicza wyjściowe oświetlenie <span class="math inline">\(L_O\)</span> bazując na wejściowym oświetleniu <span class="math inline">\(L_i\)</span> i funkcji <span class="math inline">\(f_r\)</span> znanej jako <strong>BRDF</strong>, czyli <em>bidirectional reflective distribution function</em>. W najbardziej ogólnym przypadku należałoby traktować <span class="math inline">\(L_i\)</span> jako dystrybucję i jest nadmiernym formalizmem w naszym przypadku, gdy będziemy wykorzystywać wyłącznie światła punktowe i kierunkowe. Dlatego o powyższej całce możemy myśleć jak o sumie po źródłach światła.</p>
|
||||||
|
<p>By uzyskać realistyczny efekt, potrzebujemy realistycznej funkcji <span class="math inline">\(f_r\)</span>. Wybierzemy <em>Cook-Torrance BRDF</em>, który jest najczęściej wykorzystywaną funkcją przy liczeniu PBR w czasie rzeczywistym.</p>
|
||||||
|
<p><em>Cook-Torrance BRDF</em> rozdzielamy na światło rozproszone (diffuse) i odbite kierunkowo (specular)</p>
|
||||||
|
<p><span class="math display">\[f_r=k_d f_{lambert}+k_s f_{cook−torrance},\]</span> gdzie <span class="math inline">\(k_d\)</span> i <span class="math inline">\(k_s\)</span> to są współczynniki, rozdzielające ile światła zostało rozproszone a ile odbite, ich suma musi być równa 1. komponent <span class="math inline">\(f_{lambert}\)</span> jest znany jako <em>Lambertian diffuse</em> i wynosi <span class="math display">\[f_{lambert}=\frac{c}{\pi}\]</span> przy czym <span class="math inline">\(c\)</span> to jest jest kolorem powierzchni a <span class="math inline">\(\pi\)</span> odpowiada za normalizację.</p>
|
||||||
|
<p>Część odbicia kierunkowego jest bardziej skomplikowana i wygląda następująco:</p>
|
||||||
|
<p><span class="math display">\[f_{cook−torrance}=\frac{DFG}{4(w_o\cdot n)(w_i\cdot n)}\]</span> gdzie <span class="math inline">\(D\)</span>, <span class="math inline">\(F\)</span> i <span class="math inline">\(G\)</span> są funkcjami, które zależą od normalnej, wektora wejściowego i wyjściowego oraz parametrów chropowatości <span class="math inline">\(\alpha\)</span> i odbicia <span class="math inline">\(F_0\)</span>. Te funkcje to odpowiednio: - <span class="math inline">\(D\)</span> - <strong>Normal distribution function</strong> przybliża ilość powierzchni, która jest ustawiona prostopadle do wektora połówkowego korzystamy z funkcji Trowbridge-Reitz GGX <span class="math display">\[D(n,h,\alpha) = \frac{\alpha^2}{π((n⋅h)^2(α^2−1)+1)^2},\]</span> gdzie <span class="math inline">\(h\)</span> to: <span class="math display">\[h = \frac{\omega_o+\omega_i}{||\omega_o+\omega_i||}\]</span> - G - <strong>Geometry function</strong> opisuje stopień samo-zacieninienia. Wykorzystujemy Schlick-GGX <span class="math display">\[G(n,\omega_o,k)=\frac{n⋅\omega_o}{(n⋅\omega_o)(1−k)+k}\]</span> przy czym <span class="math inline">\(k\)</span> wynosi <span class="math display">\[k=\frac{(\alpha+1)^2}{8}\]</span> - F - <strong>Fresnel equation</strong> opisuje stopień odbicia w zależności od kąta padania. Wykorzystujemy aproksymację Fresnela-Schlicka <span class="math display">\[F(h,v,F_0)=F_0+(1−F_0)(1−(h⋅v))^5\]</span> Parametr <span class="math inline">\(F_0\)</span> jest własnością materiału dla uproszczenia uznaje się, że niemetale mają wartość (0.04,0.4,0.4) a dla metali jest ona równa kolorowi obiektu. Wprowadza się <strong>parametr metaliczności</strong>, który jest współczynnikiem, jakim miksujemy między (0.04,0.4,0.4) a kolorem, żeby uzyskać <span class="math inline">\(F_0\)</span>.</p>
|
||||||
|
<h3 id="zadanie">Zadanie</h3>
|
||||||
|
<p>W projekcie znajduje się jedna kula, punktowe oświetlenie i cieniowanie Phonga. Zaimplementuj PBR i rozmieść kule w macierzy 10 x 10 zmieniając stopniowo w nich parametr chropowatości <span class="math inline">\(\alpha\)</span> i metaliczności, jak na poniższym obrazku. <img src="./img/lighting_result.png" /></p>
|
||||||
|
<h2 id="teksturowanie">Teksturowanie</h2>
|
||||||
|
<p>Do uzyskania realistycznego efektu wykorzystuje się szereg tekstur:</p>
|
||||||
|
<p><img src="./img/textures.png" /> Tekstury <strong>Albedo</strong> i <strong>Normalnych</strong> odpowiadają za kolor i normalne jak przy cieniowaniu Phonga. <strong>Metalic</strong> i <strong>Roughness</strong> przechowuje wartość metaliczności i chropowatości, które pojawiły się w BRDF. Natomiast <strong>AO</strong> (ambient occlision) odpowiada za stopień samo-zacienienia, który modyfikuje oświetlenie ambientowe w danym punkcie, uwzględnienie jej podkreśla detale obiektów.</p>
|
||||||
|
<p>Karty graficzne posiadają ograniczenia, jeżeli chodzi o ilość tekstur, które można przesłać za jednym razem (współcześnie są to 32 tekstury). Może być to znaczące ograniczenie, dlatego <strong>AO</strong> <strong>Roughness</strong> i <strong>Metalic</strong> mogą być przesłane w jednej teksturze kolejno jako kanał r, g i b. Taką teksturę określa się jako arm od pierwszych liter nazw.</p>
|
||||||
|
<h3 id="zadanie-1">Zadanie</h3>
|
||||||
|
<p>W <code>ex_8_2.hpp</code> znajduje się podstawowa scena. Zaimplementuj w niej PBR z użyciem tekstur. Stwórz nową parę shaderów, które będą obsługiwać PBR<img src="./img/textures.png" />W oparciu o tekstury. Wyświetl statek zestawem tekstur w folderze <code>textures/spaceshipPBR</code>. Możesz też wziąć swój układ słoneczny z poprzednich zajęć. Ładowanie tekstur jest męczące, napisz klasę/strukturę <code>PBRTexturesHandler</code>, która przechowuje zestaw tekstur <em>albedo</em>, <em>normal</em> i <em>arm</em>. Posiada konstruktor, który ładuje tekstury po ścieżkach oraz funkcję <code>activateTextures(int[] indices)</code>, która aktywuje tekstury z indeksami podanymi w tablicy. <code>int[] indices</code>.</p>
|
||||||
|
<h2 id="pbr-multitexturing">PBR Multitexturing</h2>
|
||||||
|
<p>Podobnie jak w przypadku zwykłych tekstur możemy mieszać tekstury przesyłane przez PBR, należy wtedy mieszać wszystkie tekstury z takim samym współczynnikiem. Jednak stopniowe przejście z jednej tekstury do drugiej często prowadzi to do nienaturalnych rezultatów, gdy próbujemy mieszać tekstury o różnej częstotliwości detali, jak na przykład poniżej: <img src="./img/blending1.webp" /> W prawdziwym świecie, przy stopniowej zmianie z kamiennego podłoża na piaszczyste, wiedzielibyśmy, jak piasek stopniowo zaczyna wypełniać szpary między kamieniami i przykrywać je coraz bardziej. Istnieje wiele metod mieszania tekstur np <a href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cav.1460">ta</a>. My wykorzystamy technikę opartą na mapach wysokości, opisaną w <a href="https://www.gamedeveloper.com/programming/advanced-terrain-texture-splatting">https://www.gamedeveloper.com/programming/advanced-terrain-texture-splatting</a>.</p>
|
||||||
|
<blockquote>
|
||||||
|
<p>Mapa wysokości to dodatkowa tekstura, która wskazuje wysokość obiektów znajdujących się na teksturze względem płaskiej powierzchni. Może być również wykorzystana przy paralax mappingu czy tessalacji. Jest ona nazywana po angielsku <em>heightmap</em>, <em>displacement map</em> czy <em>bump map</em> w zależności od zastosowania. Przykładowe znajdują się w teksutrach.</p>
|
||||||
|
</blockquote>
|
||||||
|
<p>Możemy te mapy wykorzystać do mieszania dwóch map tak, że wyświetlana będzie ta, która jest wyżej. Zaprezentować to możemy w poniższym jednowymiarowym schemacie. Niebieska linia reprezentuje mapę piasku a czerwona kamieni. <img src="./img/2.png" /> Jako rezultat otrymujemy <img src="./img/3.webp" /></p>
|
||||||
|
<p>Kod funkcji mieszającej:</p>
|
||||||
|
<div class="sourceCode" id="cb1"><pre class="sourceCode c++"><code class="sourceCode cpp"><span id="cb1-1"><a href="#cb1-1" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>float3 blend(float3 texture1, <span class="dt">float</span> height1, float3 texture2, <span class="dt">float</span> height2, <span class="dt">float</span> blend_ratio)</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-2"><a href="#cb1-2" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>{</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-3"><a href="#cb1-3" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">if</span> (height1>height2){</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-4"><a href="#cb1-4" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">return</span> texture1;</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-5"><a href="#cb1-5" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> }</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-6"><a href="#cb1-6" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">else</span>{</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-7"><a href="#cb1-7" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">return</span> texture2;</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-8"><a href="#cb1-8" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> }</span>
|
||||||
|
<span id="cb1-9"><a href="#cb1-9" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>}</span></code></pre></div>
|
||||||
|
<p>To pozwala nam zmieszać dwie tekstury. Jednak samo w sobie nie powoduję przejścia z jednej do drugiej, to możemy osiągnąć modyfikując wysokość parametrem <code>blend_ratio</code>, który będzie z zakresu od 0 do 1. Na jednowymiarowym schemacie wartość wysokości wygląda to następująco. <img src="./img/4.png" /> Daje nam to to poniższy efekt <img src="./img/5.webp" /> Kod nowej funkcji mieszającej:</p>
|
||||||
|
<div class="sourceCode" id="cb2"><pre class="sourceCode c++"><code class="sourceCode cpp"><span id="cb2-1"><a href="#cb2-1" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>float3 blend(float3 texture1, <span class="dt">float</span> height1, float3 texture2, <span class="dt">float</span> height2, <span class="dt">float</span> blend_ratio)</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-2"><a href="#cb2-2" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>{</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-3"><a href="#cb2-3" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="dt">float</span> h1=height1+<span class="fl">1.0</span>-blend_ratio;</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-4"><a href="#cb2-4" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="dt">float</span> h2=height2+blend_ratio;</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-5"><a href="#cb2-5" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">if</span> (h1>h2){</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-6"><a href="#cb2-6" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">return</span> texture1;</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-7"><a href="#cb2-7" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> }</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-8"><a href="#cb2-8" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">else</span>{</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-9"><a href="#cb2-9" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">return</span> texture2;</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-10"><a href="#cb2-10" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> }</span>
|
||||||
|
<span id="cb2-11"><a href="#cb2-11" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>}</span></code></pre></div>
|
||||||
|
<p>To podejście dało nam bardziej naturalne przejście z piasku do kamieni. Widać jak kamienie stopniowo wyłaniają się spod piasku. Jednak pojawiły się artefakty w miejscach, gdzie wartości mapy wysokości są bardzo zbliżone. Wynika to z ograniczeń kwantyzacji. By zminimalizować te błędy, będziemy mieszać wartości tekstur, ale tylko, gdy wartości będą blisko siebie. <img src="./img/6.webp" /> Zdefiniujemy dodatkowy parametr <code>mix_threshold</code>, który będzie określał, jak blisko mają być wartości, żeby je mieszać. Jeżeli różnica między jedną wysokością a drugą będzie mniejsza od <code>mix_threshold</code> to będziemy je mieszać proporcjonalnie do ich różnicy podzielonej przez <code>mix_threshold</code>, w przeciwnym wypadku wybierzemy tą, która jest wyżej. W celu optymalizacji zamiast optymalizacji korzystamy z funkcji clamp</p>
|
||||||
|
<div class="sourceCode" id="cb3"><pre class="sourceCode c++"><code class="sourceCode cpp"><span id="cb3-1"><a href="#cb3-1" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>float3 blend(float3 texture1, <span class="dt">float</span> height1, float3 texture2, <span class="dt">float</span> height2, <span class="dt">float</span> blend_ratio)</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-2"><a href="#cb3-2" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>{</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-3"><a href="#cb3-3" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="dt">float</span> mix_threshold=<span class="fl">0.1</span>;</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-4"><a href="#cb3-4" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="dt">float</span> h1=height1+<span class="fl">1.0</span>-blend_ratio;</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-5"><a href="#cb3-5" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="dt">float</span> h2=height2+blend_ratio;</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-6"><a href="#cb3-6" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="dt">float</span> havg=(h1+h2)/<span class="fl">2.</span>;</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-7"><a href="#cb3-7" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> </span>
|
||||||
|
<span id="cb3-8"><a href="#cb3-8" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> h1 = clamp((h1-hav+<span class="fl">0.5</span>*mix_threshold)/(mix_threshold),<span class="fl">0.</span>,<span class="fl">1.</span>);</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-9"><a href="#cb3-9" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> h2 = clamp((h2-hav+<span class="fl">0.5</span>*mix_threshold)/(mix_threshold),<span class="fl">0.</span>,<span class="fl">1.</span>);</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-10"><a href="#cb3-10" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> </span>
|
||||||
|
<span id="cb3-11"><a href="#cb3-11" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a> <span class="cf">return</span> (texture1*h1+texture2*h2)</span>
|
||||||
|
<span id="cb3-12"><a href="#cb3-12" aria-hidden="true" tabindex="-1"></a>}</span></code></pre></div>
|
||||||
|
<p>Stosunek w jakim je zmieszamy: <img src="./img/7.webp" /></p>
|
||||||
|
<p>Finalna tekstura <img src="./img/8.webp" /></p>
|
||||||
|
<h3 id="zadanie-2">Zadanie</h3>
|
||||||
|
<p>W teksturach znajduje plik <code>heightmap.png</code> wykorzystaj go jako mapę wysokości przy rysowaniu jednej z planet. Mapa ta zawiera wartości, od 0 do 1. Dla różnych wysokości chcemy wykorzystywać różne tekstury, ustal na przykład, że poniżej 0,3 znajduje się woda, między 0,3 a 0,6 trawa, natomiast powyżej skały.</p>
|
||||||
|
<h3 id="zadanie-3">Zadanie*</h3>
|
||||||
|
<p>Zmodyfikuj swój układ słoneczny z poprzednich zajęć, zmień w nim model oświetlenia z Phonga na PBR. Tekstury możesz pobrać na przykład z <a href="https://polyhaven.com/textures">https://polyhaven.com/textures</a> lub <a href="www.texturecan.com">www.texturecan.com</a>.</p>
|
||||||
|
</body>
|
||||||
|
</html>
|
125
grk/cw 6/Zadania 8.md
Normal file
125
grk/cw 6/Zadania 8.md
Normal file
@ -0,0 +1,125 @@
|
|||||||
|
# Physically based rendering
|
||||||
|
|
||||||
|
Physically based rendering jest zbiorem technik renderowania, które bazują na teorii, która ma za zadanie odwzorowywać świat rzeczywisty.
|
||||||
|
|
||||||
|
Podstawową dla obliczenia jest *rendering equation* następującej postaci.
|
||||||
|
|
||||||
|
$$L_o(p,\omega_o)=\int_\Omega f_r(p,\omega_i,\omega_o)L_i(p,\omega_i)n\cdot \omega_i\ d\omega_i$$
|
||||||
|
Całka przechodzi po wszystkich kierunkach na półkuli $\Omega$ oblicza wyjściowe oświetlenie $L_O$ bazując na wejściowym oświetleniu $L_i$ i funkcji $f_r$ znanej jako **BRDF**, czyli *bidirectional reflective distribution function*. W najbardziej ogólnym przypadku należałoby traktować $L_i$ jako dystrybucję i jest nadmiernym formalizmem w naszym przypadku, gdy będziemy wykorzystywać wyłącznie światła punktowe i kierunkowe. Dlatego o powyższej całce możemy myśleć jak o sumie po źródłach światła.
|
||||||
|
|
||||||
|
By uzyskać realistyczny efekt, potrzebujemy realistycznej funkcji $f_r$. Wybierzemy *Cook-Torrance BRDF*, który jest najczęściej wykorzystywaną funkcją przy liczeniu PBR w czasie rzeczywistym.
|
||||||
|
|
||||||
|
*Cook-Torrance BRDF* rozdzielamy na światło rozproszone (diffuse) i odbite kierunkowo (specular)
|
||||||
|
|
||||||
|
$$f_r=k_d f_{lambert}+k_s f_{cook−torrance},$$
|
||||||
|
gdzie $k_d$ i $k_s$ to są współczynniki, rozdzielające ile światła zostało rozproszone a ile odbite, ich suma musi być równa 1. komponent $f_{lambert}$ jest znany jako *Lambertian diffuse* i wynosi
|
||||||
|
$$f_{lambert}=\frac{c}{\pi}$$
|
||||||
|
przy czym $c$ to jest jest kolorem powierzchni a $\pi$ odpowiada za normalizację.
|
||||||
|
|
||||||
|
Część odbicia kierunkowego jest bardziej skomplikowana i wygląda następująco:
|
||||||
|
|
||||||
|
$$f_{cook−torrance}=\frac{DFG}{4(w_o\cdot n)(w_i\cdot n)}$$
|
||||||
|
gdzie $D$, $F$ i $G$ są funkcjami, które zależą od normalnej, wektora wejściowego i wyjściowego oraz parametrów chropowatości $\alpha$ i odbicia $F_0$. Te funkcje to odpowiednio:
|
||||||
|
- $D$ - **Normal distribution function** przybliża ilość powierzchni, która jest ustawiona prostopadle do wektora połówkowego korzystamy z funkcji Trowbridge-Reitz GGX $$D(n,h,\alpha) = \frac{\alpha^2}{π((n⋅h)^2(α^2−1)+1)^2},$$
|
||||||
|
gdzie $h$ to: $$h = \frac{\omega_o+\omega_i}{||\omega_o+\omega_i||}$$
|
||||||
|
- G - **Geometry function** opisuje stopień samo-zacieninienia. Wykorzystujemy Schlick-GGX
|
||||||
|
$$G(n,\omega_o,k)=\frac{n⋅\omega_o}{(n⋅\omega_o)(1−k)+k}$$
|
||||||
|
przy czym $k$ wynosi
|
||||||
|
$$k=\frac{(\alpha+1)^2}{8}$$
|
||||||
|
- F - **Fresnel equation** opisuje stopień odbicia w zależności od kąta padania. Wykorzystujemy aproksymację Fresnela-Schlicka
|
||||||
|
$$F(h,v,F_0)=F_0+(1−F_0)(1−(h⋅v))^5$$
|
||||||
|
Parametr $F_0$ jest własnością materiału dla uproszczenia uznaje się, że niemetale mają wartość (0.04,0.4,0.4) a dla metali jest ona równa kolorowi obiektu. Wprowadza się **parametr metaliczności**, który jest współczynnikiem, jakim miksujemy między (0.04,0.4,0.4) a kolorem, żeby uzyskać $F_0$.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Zadanie
|
||||||
|
W projekcie znajduje się jedna kula, punktowe oświetlenie i cieniowanie Phonga. Zaimplementuj PBR i rozmieść kule w macierzy 10 x 10 zmieniając stopniowo w nich parametr chropowatości $\alpha$ i metaliczności, jak na poniższym obrazku.
|
||||||
|
![](./img/lighting_result.png)
|
||||||
|
|
||||||
|
## Teksturowanie
|
||||||
|
Do uzyskania realistycznego efektu wykorzystuje się szereg tekstur:
|
||||||
|
|
||||||
|
![](./img/textures.png)
|
||||||
|
Tekstury **Albedo** i **Normalnych** odpowiadają za kolor i normalne jak przy cieniowaniu Phonga. **Metalic** i **Roughness** przechowuje wartość metaliczności i chropowatości, które pojawiły się w BRDF. Natomiast **AO** (ambient occlision) odpowiada za stopień samo-zacienienia, który modyfikuje oświetlenie ambientowe w danym punkcie, uwzględnienie jej podkreśla detale obiektów.
|
||||||
|
|
||||||
|
Karty graficzne posiadają ograniczenia, jeżeli chodzi o ilość tekstur, które można przesłać za jednym razem (współcześnie są to 32 tekstury). Może być to znaczące ograniczenie, dlatego **AO** **Roughness** i **Metalic** mogą być przesłane w jednej teksturze kolejno jako kanał r, g i b. Taką teksturę określa się jako arm od pierwszych liter nazw.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Zadanie
|
||||||
|
W `ex_8_2.hpp` znajduje się podstawowa scena. Zaimplementuj w niej PBR z użyciem tekstur.
|
||||||
|
Stwórz nową parę shaderów, które będą obsługiwać PBR![](./img/textures.png)W oparciu o tekstury. Wyświetl statek zestawem tekstur w folderze `textures/spaceshipPBR`. Możesz też wziąć swój układ słoneczny z poprzednich zajęć.
|
||||||
|
Ładowanie tekstur jest męczące, napisz klasę/strukturę `PBRTexturesHandler`, która przechowuje zestaw tekstur *albedo*, *normal* i *arm*. Posiada konstruktor, który ładuje tekstury po ścieżkach oraz funkcję `activateTextures(int[] indices)`, która aktywuje tekstury z indeksami podanymi w tablicy. `int[] indices`.
|
||||||
|
|
||||||
|
## PBR Multitexturing
|
||||||
|
Podobnie jak w przypadku zwykłych tekstur możemy mieszać tekstury przesyłane przez PBR, należy wtedy mieszać wszystkie tekstury z takim samym współczynnikiem. Jednak stopniowe przejście z jednej tekstury do drugiej często prowadzi to do nienaturalnych rezultatów, gdy próbujemy mieszać tekstury o różnej częstotliwości detali, jak na przykład poniżej:
|
||||||
|
![](./img/blending1.webp)
|
||||||
|
W prawdziwym świecie, przy stopniowej zmianie z kamiennego podłoża na piaszczyste, wiedzielibyśmy, jak piasek stopniowo zaczyna wypełniać szpary między kamieniami i przykrywać je coraz bardziej.
|
||||||
|
Istnieje wiele metod mieszania tekstur np [ta](https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cav.1460). My wykorzystamy technikę opartą na mapach wysokości, opisaną w
|
||||||
|
[https://www.gamedeveloper.com/programming/advanced-terrain-texture-splatting](https://www.gamedeveloper.com/programming/advanced-terrain-texture-splatting).
|
||||||
|
|
||||||
|
> Mapa wysokości to dodatkowa tekstura, która wskazuje wysokość obiektów znajdujących się na teksturze względem płaskiej powierzchni. Może być również wykorzystana przy paralax mappingu czy tessalacji. Jest ona nazywana po angielsku *heightmap*, *displacement map* czy *bump map* w zależności od zastosowania. Przykładowe znajdują się w teksutrach.
|
||||||
|
|
||||||
|
Możemy te mapy wykorzystać do mieszania dwóch map tak, że wyświetlana będzie ta, która jest wyżej. Zaprezentować to możemy w poniższym jednowymiarowym schemacie. Niebieska linia reprezentuje mapę piasku a czerwona kamieni.
|
||||||
|
![](./img/2.png)
|
||||||
|
Jako rezultat otrymujemy
|
||||||
|
![](./img/3.webp)
|
||||||
|
|
||||||
|
Kod funkcji mieszającej:
|
||||||
|
```C++
|
||||||
|
float3 blend(float3 texture1, float height1, float3 texture2, float height2, float blend_ratio)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (height1>height2){
|
||||||
|
return texture1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else{
|
||||||
|
return texture2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
To pozwala nam zmieszać dwie tekstury. Jednak samo w sobie nie powoduję przejścia z jednej do drugiej, to możemy osiągnąć modyfikując wysokość parametrem `blend_ratio`, który będzie z zakresu od 0 do 1. Na jednowymiarowym schemacie wartość wysokości wygląda to następująco.
|
||||||
|
![](./img/4.png)
|
||||||
|
Daje nam to to poniższy efekt
|
||||||
|
![](./img/5.webp)
|
||||||
|
Kod nowej funkcji mieszającej:
|
||||||
|
```C++
|
||||||
|
float3 blend(float3 texture1, float height1, float3 texture2, float height2, float blend_ratio)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float h1=height1+1.0-blend_ratio;
|
||||||
|
float h2=height2+blend_ratio;
|
||||||
|
if (h1>h2){
|
||||||
|
return texture1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else{
|
||||||
|
return texture2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
To podejście dało nam bardziej naturalne przejście z piasku do kamieni. Widać jak kamienie stopniowo wyłaniają się spod piasku. Jednak pojawiły się artefakty w miejscach, gdzie wartości mapy wysokości są bardzo zbliżone. Wynika to z ograniczeń kwantyzacji. By zminimalizować te błędy, będziemy mieszać wartości tekstur, ale tylko, gdy wartości będą blisko siebie.
|
||||||
|
![](./img/6.webp)
|
||||||
|
Zdefiniujemy dodatkowy parametr `mix_threshold`, który będzie określał, jak blisko mają być wartości, żeby je mieszać. Jeżeli różnica między jedną wysokością a drugą będzie mniejsza od `mix_threshold` to będziemy je mieszać proporcjonalnie do ich różnicy podzielonej przez `mix_threshold`, w przeciwnym wypadku wybierzemy tą, która jest wyżej. W celu optymalizacji zamiast optymalizacji korzystamy z funkcji clamp
|
||||||
|
|
||||||
|
```C++
|
||||||
|
float3 blend(float3 texture1, float height1, float3 texture2, float height2, float blend_ratio)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float mix_threshold=0.1;
|
||||||
|
float h1=height1+1.0-blend_ratio;
|
||||||
|
float h2=height2+blend_ratio;
|
||||||
|
float havg=(h1+h2)/2.;
|
||||||
|
|
||||||
|
h1 = clamp((h1-hav+0.5*mix_threshold)/(mix_threshold),0.,1.);
|
||||||
|
h2 = clamp((h2-hav+0.5*mix_threshold)/(mix_threshold),0.,1.);
|
||||||
|
|
||||||
|
return (texture1*h1+texture2*h2)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Stosunek w jakim je zmieszamy:
|
||||||
|
![](./img/7.webp)
|
||||||
|
|
||||||
|
Finalna tekstura
|
||||||
|
![](./img/8.webp)
|
||||||
|
|
||||||
|
### Zadanie
|
||||||
|
W teksturach znajduje plik `heightmap.png` wykorzystaj go jako mapę wysokości przy rysowaniu jednej z planet. Mapa ta zawiera wartości, od 0 do 1. Dla różnych wysokości chcemy wykorzystywać różne tekstury, ustal na przykład, że poniżej 0,3 znajduje się woda, między 0,3 a 0,6 trawa, natomiast powyżej skały.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Zadanie*
|
||||||
|
Zmodyfikuj swój układ słoneczny z poprzednich zajęć, zmień w nim model oświetlenia z Phonga na PBR. Tekstury możesz pobrać na przykład z [https://polyhaven.com/textures](https://polyhaven.com/textures)
|
||||||
|
lub [www.texturecan.com](www.texturecan.com).
|
@ -36,8 +36,8 @@
|
|||||||
<ClInclude Include="src\Texture.h" />
|
<ClInclude Include="src\Texture.h" />
|
||||||
</ItemGroup>
|
</ItemGroup>
|
||||||
<ItemGroup>
|
<ItemGroup>
|
||||||
<None Include="shaders\shader.frag" />
|
<None Include="shaders\shader_pbr.frag" />
|
||||||
<None Include="shaders\shader.vert" />
|
<None Include="shaders\shader_pbr.vert" />
|
||||||
<None Include="shaders\shader_skybox.frag" />
|
<None Include="shaders\shader_skybox.frag" />
|
||||||
<None Include="shaders\shader_skybox.vert" />
|
<None Include="shaders\shader_skybox.vert" />
|
||||||
<None Include="shaders\shader_smap.frag" />
|
<None Include="shaders\shader_smap.frag" />
|
||||||
|
@ -94,12 +94,6 @@
|
|||||||
<None Include="shaders\shader_sun.vert">
|
<None Include="shaders\shader_sun.vert">
|
||||||
<Filter>Shader Files</Filter>
|
<Filter>Shader Files</Filter>
|
||||||
</None>
|
</None>
|
||||||
<None Include="shaders\shader.frag">
|
|
||||||
<Filter>Shader Files</Filter>
|
|
||||||
</None>
|
|
||||||
<None Include="shaders\shader.vert">
|
|
||||||
<Filter>Shader Files</Filter>
|
|
||||||
</None>
|
|
||||||
<None Include="shaders\shader_tex.vert">
|
<None Include="shaders\shader_tex.vert">
|
||||||
<Filter>Shader Files</Filter>
|
<Filter>Shader Files</Filter>
|
||||||
</None>
|
</None>
|
||||||
@ -124,5 +118,11 @@
|
|||||||
<None Include="shaders\shader_skybox.vert">
|
<None Include="shaders\shader_skybox.vert">
|
||||||
<Filter>Shader Files</Filter>
|
<Filter>Shader Files</Filter>
|
||||||
</None>
|
</None>
|
||||||
|
<None Include="shaders\shader_pbr.frag">
|
||||||
|
<Filter>Shader Files</Filter>
|
||||||
|
</None>
|
||||||
|
<None Include="shaders\shader_pbr.vert">
|
||||||
|
<Filter>Shader Files</Filter>
|
||||||
|
</None>
|
||||||
</ItemGroup>
|
</ItemGroup>
|
||||||
</Project>
|
</Project>
|
144
grk/cw 6/shaders/shader_pbr.frag
Normal file
144
grk/cw 6/shaders/shader_pbr.frag
Normal file
@ -0,0 +1,144 @@
|
|||||||
|
#version 430 core
|
||||||
|
|
||||||
|
//float AMBIENT = 0.03f;
|
||||||
|
float AMBIENT = 0.1f;
|
||||||
|
float PI = 3.14159f;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform sampler2D depthMap;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform vec3 cameraPos;
|
||||||
|
|
||||||
|
//uniform vec3 color;
|
||||||
|
uniform sampler2D colorTexture;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform vec3 sunDir;
|
||||||
|
uniform vec3 sunColor;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform vec3 lightPos;
|
||||||
|
uniform vec3 lightColor;
|
||||||
|
|
||||||
|
//uniform vec3 spotlightPos;
|
||||||
|
//uniform vec3 spotlightColor;
|
||||||
|
//uniform vec3 spotlightConeDir;
|
||||||
|
//uniform vec3 spotlightPhi;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform float metallic;
|
||||||
|
uniform float roughness;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform float exposition;
|
||||||
|
|
||||||
|
in vec3 vecNormal;
|
||||||
|
in vec3 worldPos;
|
||||||
|
in vec2 vtc;
|
||||||
|
|
||||||
|
out vec4 outColor;
|
||||||
|
|
||||||
|
in vec3 viewDirTS;
|
||||||
|
in vec3 lightDirTS;
|
||||||
|
//in vec3 spotlightDirTS;
|
||||||
|
in vec3 sunDirTS;
|
||||||
|
|
||||||
|
//in vec3 test;
|
||||||
|
|
||||||
|
float DistributionGGX(vec3 normal, vec3 H, float roughness)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float a = roughness * roughness;
|
||||||
|
float a2 = a * a;
|
||||||
|
float NdotH = max(dot(normal, H), 0.0);
|
||||||
|
float NdotH2 = NdotH * NdotH;
|
||||||
|
|
||||||
|
float num = a2;
|
||||||
|
float denom = (NdotH2 * (a2 - 1.0) + 1.0);
|
||||||
|
denom = PI * denom * denom;
|
||||||
|
|
||||||
|
return num / denom;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float GeometrySchlickGGX(float NdotV, float roughness)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float r = (roughness + 1.0);
|
||||||
|
float k = (r * r) / 8.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
float num = NdotV;
|
||||||
|
float denom = NdotV * (1.0 - k) + k;
|
||||||
|
|
||||||
|
return num / denom;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float GeometrySmith(vec3 normal, vec3 V, vec3 lightDir, float roughness)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float NdotV = max(dot(normal, V), 0.0);
|
||||||
|
float NdotL = max(dot(normal, lightDir), 0.0);
|
||||||
|
float ggx2 = GeometrySchlickGGX(NdotV, roughness);
|
||||||
|
float ggx1 = GeometrySchlickGGX(NdotL, roughness);
|
||||||
|
|
||||||
|
return ggx1 * ggx2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 fresnelSchlick(float cosTheta, vec3 F0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return F0 + (1.0 - F0) * pow(clamp(1.0 - cosTheta, 0.0, 1.0), 5.0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 PBRLight(vec3 lightDir, vec3 radiance, vec3 normal, vec3 V, vec3 color)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float diffuse = max(0, dot(normal, lightDir));
|
||||||
|
|
||||||
|
//vec3 V = normalize(cameraPos - worldPos);
|
||||||
|
vec3 F0 = vec3(0.04);
|
||||||
|
F0 = mix(F0, color, metallic);
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 H = normalize(V + lightDir);
|
||||||
|
|
||||||
|
// cook-torrance brdf
|
||||||
|
float NDF = DistributionGGX(normal, H, roughness);
|
||||||
|
float G = GeometrySmith(normal, V, lightDir, roughness);
|
||||||
|
vec3 F = fresnelSchlick(max(dot(H, V), 0.0), F0);
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 kS = F;
|
||||||
|
vec3 kD = vec3(1.0) - kS;
|
||||||
|
kD *= 1.0 - metallic;
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 numerator = NDF * G * F;
|
||||||
|
float denominator = 4.0 * max(dot(normal, V), 0.0) * max(dot(normal, lightDir), 0.0) + 0.0001;
|
||||||
|
vec3 specular = numerator / denominator;
|
||||||
|
|
||||||
|
// add to outgoing radiance Lo
|
||||||
|
float NdotL = max(dot(normal, lightDir), 0.0);
|
||||||
|
return (kD * color / PI + specular) * radiance * NdotL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void main()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//vec3 normal = vec3(0,0,1);
|
||||||
|
vec3 normal = normalize(vecNormal);
|
||||||
|
|
||||||
|
//vec3 viewDir = normalize(viewDirTS);
|
||||||
|
vec3 viewDir = normalize(cameraPos - worldPos);
|
||||||
|
|
||||||
|
//vec3 lightDir = normalize(lightDirTS);
|
||||||
|
vec3 lightDir = normalize(lightPos - worldPos);
|
||||||
|
|
||||||
|
vec4 textureColor = texture2D(colorTexture, vtc);
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 ambient = AMBIENT * vec3(textureColor);
|
||||||
|
vec3 attenuatedLightColor = lightColor / pow(length(lightPos - worldPos), 2);
|
||||||
|
vec3 illumination;
|
||||||
|
illumination = ambient + PBRLight(lightDir, attenuatedLightColor, normal, viewDir, vec3(textureColor));
|
||||||
|
|
||||||
|
//flashlight
|
||||||
|
//vec3 spotlightDir = normalize(spotlightDirTS);
|
||||||
|
//vec3 spotlightDir = normalize(spotlightPos -worldPos);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
//float angleAttenuation = clamp((dot(-normalize(spotlightPos - worldPos), spotlightConeDir) - 0.5) * 3, 0, 1);
|
||||||
|
//attenuatedLightColor = angleAttenuation * spotlightColor / pow(length(spotlightPos - worldPos), 2);
|
||||||
|
//illumination = illumination + PBRLight(spotlightDir, attenuatedLightColor, normal, viewDir, vec3(textureColor));
|
||||||
|
|
||||||
|
//sun
|
||||||
|
illumination = illumination + PBRLight(sunDir, sunColor, normal, viewDir, vec3(textureColor));
|
||||||
|
|
||||||
|
outColor = vec4(vec3(1.0) - exp(-illumination * exposition * 0.01f), 1);
|
||||||
|
//outColor = vec4(roughness, metallic, 0, 1);
|
||||||
|
//outColor = vec4(test);
|
||||||
|
}
|
45
grk/cw 6/shaders/shader_pbr.vert
Normal file
45
grk/cw 6/shaders/shader_pbr.vert
Normal file
@ -0,0 +1,45 @@
|
|||||||
|
#version 430 core
|
||||||
|
|
||||||
|
layout(location = 0) in vec3 vertexPosition;
|
||||||
|
layout(location = 1) in vec3 vertexNormal;
|
||||||
|
layout(location = 2) in vec2 vertexTexCoord;
|
||||||
|
layout(location = 3) in vec3 vertexTangent;
|
||||||
|
layout(location = 4) in vec3 vertexBitangent;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform mat4 transformation;
|
||||||
|
uniform mat4 modelMatrix;
|
||||||
|
|
||||||
|
out vec3 vecNormal;
|
||||||
|
out vec3 worldPos;
|
||||||
|
out vec2 vtc;
|
||||||
|
|
||||||
|
uniform vec3 lightPos;
|
||||||
|
//uniform vec3 spotlightPos;
|
||||||
|
uniform vec3 cameraPos;
|
||||||
|
uniform vec3 sunDir;
|
||||||
|
|
||||||
|
out vec3 viewDirTS;
|
||||||
|
out vec3 lightDirTS;
|
||||||
|
//out vec3 spotlightDirTS;
|
||||||
|
out vec3 sunDirTS;
|
||||||
|
|
||||||
|
void main()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
worldPos = (modelMatrix * vec4(vertexPosition, 1)).xyz;
|
||||||
|
vecNormal = (modelMatrix * vec4(vertexNormal, 0)).xyz;
|
||||||
|
gl_Position = transformation * vec4(vertexPosition, 1.0);
|
||||||
|
|
||||||
|
vtc = vec2(vertexTexCoord.x, 1.0 - vertexTexCoord.y);
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 w_tangent = normalize(mat3(modelMatrix) * vertexTangent);
|
||||||
|
vec3 w_bitangent = normalize(mat3(modelMatrix) * vertexBitangent);
|
||||||
|
mat3 TBN = transpose(mat3(w_tangent, w_bitangent, vecNormal));
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 V = normalize(cameraPos - worldPos);
|
||||||
|
viewDirTS = TBN * V;
|
||||||
|
vec3 L = normalize(lightPos - worldPos);
|
||||||
|
lightDirTS = TBN * L;
|
||||||
|
//vec3 SL = normalize(spotlightPos - worldPos);
|
||||||
|
//spotlightDirTS = TBN * SL;
|
||||||
|
sunDirTS = TBN * sunDir;
|
||||||
|
}
|
@ -15,9 +15,6 @@ uniform sampler2D colorTexture;
|
|||||||
|
|
||||||
void main()
|
void main()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
vec3 lightDir = normalize(lightPos - worldPos);
|
|
||||||
vec3 normal = normalize(vecNormal);
|
|
||||||
|
|
||||||
vec4 textureColor = texture2D(colorTexture, vtc);
|
vec4 textureColor = texture2D(colorTexture, vtc);
|
||||||
outColor = vec4(vec3(textureColor) * lightColor * 0.015f, 1.0);
|
outColor = vec4(vec3(textureColor) * lightColor * 0.015f, 1.0);
|
||||||
}
|
}
|
@ -13,9 +13,6 @@ out vec2 vtc;
|
|||||||
|
|
||||||
void main()
|
void main()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
worldPos = (modelMatrix * vec4(vertexPosition, 1)).xyz;
|
|
||||||
vecNormal = (modelMatrix * vec4(vertexNormal, 1)).xyz;
|
|
||||||
gl_Position = transformation * vec4(vertexPosition, 1.0);
|
gl_Position = transformation * vec4(vertexPosition, 1.0);
|
||||||
|
|
||||||
vtc = vec2(vertexTexCoord.x, 1.0 - vertexTexCoord.y);
|
vtc = vec2(vertexTexCoord.x, 1.0 - vertexTexCoord.y);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -57,9 +57,10 @@ namespace textureMaterials {
|
|||||||
GLuint clouds;
|
GLuint clouds;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
GLuint programSun;
|
|
||||||
GLuint programDepth;
|
GLuint programDepth;
|
||||||
GLuint programTex;
|
GLuint programTex;
|
||||||
|
GLuint programPbr;
|
||||||
|
GLuint programSun;
|
||||||
GLuint programSkyBox;
|
GLuint programSkyBox;
|
||||||
|
|
||||||
Core::Shader_Loader shaderLoader;
|
Core::Shader_Loader shaderLoader;
|
||||||
@ -78,12 +79,15 @@ GLuint planetTex;
|
|||||||
glm::vec3 planetPos = glm::vec3(0.f, 0.f, 0.f);
|
glm::vec3 planetPos = glm::vec3(0.f, 0.f, 0.f);
|
||||||
float planetSize = 0.005f;
|
float planetSize = 0.005f;
|
||||||
float planetRot = 0.f;
|
float planetRot = 0.f;
|
||||||
|
float planetRough = 0.4f;
|
||||||
|
float planetMetal = 0.4f;
|
||||||
|
|
||||||
const char* const sunTexPaths[] = { "./textures/suns/sol.jpg", "./textures/suns/orange.jpg", "./textures/suns/lava.png", "./textures/suns/star.png", "./textures/suns/sun.jpg" };
|
const char* const sunTexPaths[] = { "./textures/suns/sol.jpg", "./textures/suns/orange.jpg", "./textures/suns/lava.png", "./textures/suns/star.png", "./textures/suns/sun.jpg" };
|
||||||
int sunTexIndex = 20;
|
int sunTexIndex = 20;
|
||||||
GLuint sunTex;
|
GLuint sunTex;
|
||||||
|
|
||||||
glm::vec3 sunPos = glm::vec3(20.f, 0.f, 20.f);
|
glm::vec3 sunPos = glm::vec3(20.f, 0.f, 20.f);
|
||||||
|
glm::vec3 sunDir = glm::vec3(1.f, 0.f, 1.f);
|
||||||
float sunSize = 0.05f;
|
float sunSize = 0.05f;
|
||||||
|
|
||||||
const char* skyBoxPaths[] = { "./textures/skybox/space_rt.png", "./textures/skybox/space_lf.png", "./textures/skybox/space_up.png", "./textures/skybox/space_dn.png",
|
const char* skyBoxPaths[] = { "./textures/skybox/space_rt.png", "./textures/skybox/space_lf.png", "./textures/skybox/space_up.png", "./textures/skybox/space_dn.png",
|
||||||
@ -227,37 +231,38 @@ void drawSkyBox(Core::RenderContext& context, glm::mat4 modelMatrix, GLuint text
|
|||||||
Core::DrawContext(context);
|
Core::DrawContext(context);
|
||||||
glUseProgram(0);
|
glUseProgram(0);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
/*
|
|
||||||
void drawObjectPBR(Core::RenderContext& context, glm::mat4 modelMatrix, glm::vec3 color, float roughness, float metallic) {
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void drawObjectPBR(Core::RenderContext& context, glm::mat4 modelMatrix, GLuint texture, float roughness, float metallic) {
|
||||||
|
glUseProgram(programPbr);
|
||||||
|
Core::SetActiveTexture(texture, "colorTexture", programPbr, 0);
|
||||||
glm::mat4 viewProjectionMatrix = createPerspectiveMatrix() * createCameraMatrix();
|
glm::mat4 viewProjectionMatrix = createPerspectiveMatrix() * createCameraMatrix();
|
||||||
glm::mat4 transformation = viewProjectionMatrix * modelMatrix;
|
glm::mat4 transformation = viewProjectionMatrix * modelMatrix;
|
||||||
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(program, "transformation"), 1, GL_FALSE, (float*)&transformation);
|
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(programPbr, "transformation"), 1, GL_FALSE, (float*)&transformation);
|
||||||
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(program, "modelMatrix"), 1, GL_FALSE, (float*)&modelMatrix);
|
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(programPbr, "modelMatrix"), 1, GL_FALSE, (float*)&modelMatrix);
|
||||||
|
|
||||||
glUniform1f(glGetUniformLocation(program, "exposition"), exposition);
|
glUniform1f(glGetUniformLocation(programPbr, "exposition"), lightPower);
|
||||||
|
|
||||||
glUniform1f(glGetUniformLocation(program, "roughness"), roughness);
|
glUniform1f(glGetUniformLocation(programPbr, "roughness"), roughness);
|
||||||
glUniform1f(glGetUniformLocation(program, "metallic"), metallic);
|
glUniform1f(glGetUniformLocation(programPbr, "metallic"), metallic);
|
||||||
|
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "color"), color.x, color.y, color.z);
|
//glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "color"), color.x, color.y, color.z);
|
||||||
|
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "cameraPos"), cameraPos.x, cameraPos.y, cameraPos.z);
|
glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "cameraPos"), cameraPos.x, cameraPos.y, cameraPos.z);
|
||||||
|
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "sunDir"), sunDir.x, sunDir.y, sunDir.z);
|
glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "sunDir"), sunDir.x, sunDir.y, sunDir.z);
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "sunColor"), sunColor.x, sunColor.y, sunColor.z);
|
glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "sunColor"), lightColor.x, lightColor.y, lightColor.z);
|
||||||
|
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "lightPos"), pointlightPos.x, pointlightPos.y, pointlightPos.z);
|
glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "lightPos"), sunPos.x, sunPos.y, sunPos.z);
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "lightColor"), pointlightColor.x, pointlightColor.y, pointlightColor.z);
|
glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "lightColor"), lightColor.x, lightColor.y, lightColor.z);
|
||||||
|
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "spotlightConeDir"), spotlightConeDir.x, spotlightConeDir.y, spotlightConeDir.z);
|
//glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "spotlightConeDir"), spotlightConeDir.x, spotlightConeDir.y, spotlightConeDir.z);
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "spotlightPos"), spotlightPos.x, spotlightPos.y, spotlightPos.z);
|
//glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "spotlightPos"), spotlightPos.x, spotlightPos.y, spotlightPos.z);
|
||||||
glUniform3f(glGetUniformLocation(program, "spotlightColor"), spotlightColor.x, spotlightColor.y, spotlightColor.z);
|
//glUniform3f(glGetUniformLocation(programPbr, "spotlightColor"), spotlightColor.x, spotlightColor.y, spotlightColor.z);
|
||||||
glUniform1f(glGetUniformLocation(program, "spotlightPhi"), spotlightPhi);
|
//glUniform1f(glGetUniformLocation(programPbr, "spotlightPhi"), spotlightPhi);
|
||||||
Core::DrawContext(context);
|
Core::DrawContext(context);
|
||||||
|
glUseProgram(0);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
*/
|
|
||||||
void renderScene(GLFWwindow* window) {
|
void renderScene(GLFWwindow* window) {
|
||||||
glClearColor(0.5f, 0.0f, 0.25f, 1.0f);
|
glClearColor(0.5f, 0.0f, 0.25f, 1.0f);
|
||||||
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
|
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
|
||||||
@ -268,7 +273,8 @@ void renderScene(GLFWwindow* window) {
|
|||||||
glm::mat4 planetRotate = glm::rotate(time * planetRot, glm::vec3(0, 1, 0));
|
glm::mat4 planetRotate = glm::rotate(time * planetRot, glm::vec3(0, 1, 0));
|
||||||
glm::mat4 planetTranslate = glm::translate(planetPos);
|
glm::mat4 planetTranslate = glm::translate(planetPos);
|
||||||
|
|
||||||
drawPlanet(sphereContext, planetTranslate * planetRotate * planetScale, planetTex);
|
//drawPlanet(sphereContext, planetTranslate * planetRotate * planetScale, planetTex);
|
||||||
|
drawObjectPBR(sphereContext, planetTranslate * planetRotate * planetScale, planetTex, planetRough, planetMetal);
|
||||||
|
|
||||||
//rysowanie słońca
|
//rysowanie słońca
|
||||||
glm::mat4 sunScale = glm::scale(glm::vec3(sunSize));
|
glm::mat4 sunScale = glm::scale(glm::vec3(sunSize));
|
||||||
@ -314,6 +320,7 @@ void init(GLFWwindow* window) {
|
|||||||
|
|
||||||
programDepth = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_smap.vert", "shaders/shader_smap.frag");
|
programDepth = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_smap.vert", "shaders/shader_smap.frag");
|
||||||
programTex = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_tex.vert", "shaders/shader_tex.frag");
|
programTex = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_tex.vert", "shaders/shader_tex.frag");
|
||||||
|
programPbr = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_pbr.vert", "shaders/shader_pbr.frag");
|
||||||
programSun = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_sun.vert", "shaders/shader_sun.frag");
|
programSun = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_sun.vert", "shaders/shader_sun.frag");
|
||||||
programSkyBox = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_skybox.vert", "shaders/shader_skybox.frag");
|
programSkyBox = shaderLoader.CreateProgram("shaders/shader_skybox.vert", "shaders/shader_skybox.frag");
|
||||||
|
|
||||||
@ -329,6 +336,7 @@ void init(GLFWwindow* window) {
|
|||||||
void shutdown(GLFWwindow* window) {
|
void shutdown(GLFWwindow* window) {
|
||||||
shaderLoader.DeleteProgram(programDepth);
|
shaderLoader.DeleteProgram(programDepth);
|
||||||
shaderLoader.DeleteProgram(programTex);
|
shaderLoader.DeleteProgram(programTex);
|
||||||
|
shaderLoader.DeleteProgram(programPbr);
|
||||||
shaderLoader.DeleteProgram(programSun);
|
shaderLoader.DeleteProgram(programSun);
|
||||||
shaderLoader.DeleteProgram(programSkyBox);
|
shaderLoader.DeleteProgram(programSkyBox);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
Binary file not shown.
Before Width: | Height: | Size: 636 KiB After Width: | Height: | Size: 816 KiB |
Binary file not shown.
Before Width: | Height: | Size: 507 KiB After Width: | Height: | Size: 642 KiB |
Loading…
Reference in New Issue
Block a user