法線mapとTangentを供給する

https://github.com/KhronosGroup/glTF-Sample-Models/tree/master/2.0/DamagedHelmet をサンプルモデルとした。

glActiveTexture がうまくいかず難航する。以下のようにして、無理やり解決。

#version 400
#extension GL_ARB_shading_language_420pack : enable
layout(binding = 0) uniform sampler2D Tex0;
layout(binding = 1) uniform sampler2D Tex1;

すべての sampler2D が 0 にバインディングされる挙動だった。 #version 420 はうまくいかなかったので断念。エラーは出ないが、何もレンダリングされなくなった。

Tangent が格納されていないので生成する

https://github.com/KhronosGroup/glTF/tree/master/specification/2.0 に以下のよう書いてある。

Implementation note: When tangents are not specified, client implementations should calculate tangents using default MikkTSpace algorithms. For best results, the mesh triangles should also be processed using default MikkTSpace algorithms.

MikkTSpace

GitHub - mmikk/MikkTSpace: A common standard for tangent space used in baking tools to produce normal maps.

A common standard for tangent space used in baking tools to produce normal maps. - mmikk/MikkTSpace

https://github.com/mmikk/MikkTSpace

GitHub - mmikk/MikkTSpace: A common standard for tangent space used in baking tools to produce normal maps.

さくっと dll を作成して、 luajit から呼びだしてみた。 indices POSITION NORMAL TEXCOORD0 を入力して TANGENT を出力する。わりと適当で動く luajit ffi 恐るべし。さすがに C の方に呼びだし回数を減らすラッパーを作ったほうが速そうだが、動かすだけなら問題なし。

memo

https://bgolus.medium.com/generating-perfect-normal-maps-for-unity-f929e673fc57#c473

Shader

OpenGL 4.0 Shading Language Cookbook の phong shading を省略して法線だけ確認。 2倍して1引く を補った。

#version 400
uniform mat4 MVP;
uniform mat4 ModelViewMatrix;
uniform mat3 NormalMatrix;
uniform vec3 LightDirection;

layout(location = 0) in vec3 VertexPosition;
layout(location = 1) in vec3 VertexNormal;
layout(location = 2) in vec2 VertexTexCoord;
layout(location = 3) in vec4 VertexTangent;
out vec3 LightDir;
out vec3 ViewDir;
out vec2 TexCoord;
out vec3 Debug;

void main() {
  vec3 normal = normalize(NormalMatrix * VertexNormal);
  vec3 tangent = normalize(NormalMatrix * vec3(VertexTangent));
  vec3 binormal = normalize(cross(normal, tangent)) * VertexTangent.w;
  mat3 toObjectLocal =
      mat3(tangent.x, binormal.x, normal.x, tangent.y, binormal.y, normal.y,
           tangent.z, binormal.z, normal.z);
  vec3 pos = vec3(ModelViewMatrix * vec4(VertexPosition, 1.0));
  LightDir = normalize(toObjectLocal * LightDirection);
  ViewDir = toObjectLocal * normalize(-pos);
  TexCoord = VertexTexCoord;
  Debug = vec3(VertexTangent);

  gl_Position = MVP * vec4(VertexPosition, 1.0);
};

#version 400
#extension GL_ARB_shading_language_420pack : enable

layout(binding = 0) uniform sampler2D Tex0;
layout(binding = 1) uniform sampler2D Tex1;
in vec3 LightDir;
in vec3 ViewDir;
in vec2 TexCoord;
in vec3 Debug;
out vec4 FragColor;

void main() {
  vec4 texColor = texture2D(Tex0, TexCoord);
  vec4 normal = texture2D(Tex1, TexCoord);

  // FragColor = vec4(Debug, 1);

  float intensity = max(dot(LightDir, (normal.xyz * 2 - 1)), 0);
  vec3 color = vec3(intensity);
  FragColor = vec4(color, 1);
};