OpenGL生成的法线贴图并增加光照

这一篇将由OpenGL生成法线贴图的基础上再增加光照效果。
思路如下：

1. 准备一张墙壁图片A。
2. 通过A自动生成法线贴图。
3. 设计一个平行光，指定平行光的光照颜色和光照方向。
4. 使用漫反射光照公式，法线贴图和光照方向进行点乘。
5. 计算出光照渲染出的高光部分和阴影部分，和A进行乘法操作。

原图如下：

首先验证是否生成法线贴图，代码如下：

#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);
}

法线效果图：

接下来增加纯白色光照：

#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);
    // 光源颜色
    vec3 ligthColor = vec3(1.0);
    // 漫反射
    vec3 diffuse = ligthColor * max(dot(n, normalize(ligthDir)), 0.0);
    fragColor = vec4(diffuse, 1.0);
}

效果图如下，可以见到明显的高光和阴影部分：

最后增加纹理贴图：

#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);
    // 光源颜色
    vec3 ligthColor = vec3(1.0);
    // 漫反射
    vec3 diffuse = ligthColor * max(dot(n, normalize(ligthDir)), 0.0);
    fragColor = vec4(diffuse, 1.0);
    // 纹理贴图
    vec4 color = texture(iChannel0, uv);
    fragColor = vec4(diffuse * color.rgb, 1.0);
}

效果图如下，感觉效果不是那么好：

将ligthColor设置为vec3(0.9922, 0.4667, 0.1137)，效果图如下：