Вычислительные нормы OpenGL и матрица TBN из буфера глубины (реализация SSAO)

Я реализую SSAO в OpenGL, следуя этому руководству: Jhon Chapman SSAO

В основном описанная техника использует ядро ​​Hemispheric, которое ориентировано по нормали фрагмента. Положение образца по оси z затем сравнивается со значением его буфера глубины пространства экрана. Если значение в буфере глубины больше, это означает, что сэмпл оказался в геометрии, поэтому этот фрагмент должен быть закрыт.

Цель этого метода - избавиться от классического артефакта реализации, когда плоские грани объектов отображаются серым цветом.

У меня такая же реализация с двумя небольшими отличиями

• Я не использую текстуру шума для вращения ядра, поэтому у меня есть артефакты полос, пока это нормально
• У меня нет доступа к буферу с попиксельными нормалями, поэтому мне приходится вычислять свою нормальную матрицу и матрицу TBN только с использованием буфера глубины.

Алгоритм, кажется, работает нормально, я вижу, что фрагменты закрываются, НО мои лица все еще неактивны ... ИМО, это исходит из того, как я вычисляю свою матрицу TBN. Нормали выглядят нормально, но что-то должно быть не так, так как мое ядро, похоже, не выровнено должным образом, из-за чего образцы оказываются на гранях.

Скриншоты сделаны с ядром из 8 образцов и радиусом .1. первый - это только результат прохода SSAO, а второй - отладочная визуализация сгенерированных нормалей.

Вот код функции, которая вычисляет матрицу нормалей и TBN

    mat3 computeTBNMatrixFromDepth(in sampler2D depthTex, in vec2 uv)
    {
        // Compute the normal and TBN matrix
        float ld = -getLinearDepth(depthTex, uv);
        vec3 x = vec3(uv.x, 0., ld);
        vec3 y = vec3(0., uv.y, ld);
        x = dFdx(x);
        y = dFdy(y);
        x = normalize(x);
        y = normalize(y);
        vec3 normal = normalize(cross(x, y));
        return mat3(x, y, normal);
    }

И шейдер SSAO

#include "helper.glsl"

in vec2 vertTexcoord;
uniform sampler2D depthTex;

const int MAX_KERNEL_SIZE = 8;
uniform vec4 gKernel[MAX_KERNEL_SIZE];

// Kernel Radius in view space (meters)
const float KERNEL_RADIUS = .1; 

uniform mat4 cameraProjectionMatrix;
uniform mat4 cameraProjectionMatrixInverse;

out vec4 FragColor;


void main()
{   
    // Get the current depth of the current pixel from the depth buffer (stored in the red channel)
    float originDepth = texture(depthTex, vertTexcoord).r;

    // Debug linear depth. Depth buffer is in the range [1.0];
    float oLinearDepth = getLinearDepth(depthTex, vertTexcoord);

    // Compute the view space position of this point from its depth value
    vec4 viewport = vec4(0,0,1,1);    
    vec3 originPosition = getViewSpaceFromWindow(cameraProjectionMatrix, cameraProjectionMatrixInverse, viewport, vertTexcoord, originDepth);

    mat3 lookAt = computeTBNMatrixFromDepth(depthTex, vertTexcoord);
    vec3 normal = lookAt[2];

    float occlusion = 0.;

    for (int i=0; i<MAX_KERNEL_SIZE; i++) 
    {
        // We align the Kernel Hemisphere on the fragment normal by multiplying all samples by the TBN        
        vec3 samplePosition = lookAt * gKernel[i].xyz;

        // We want the sample position in View Space and we scale it with the kernel radius
        samplePosition = originPosition + samplePosition * KERNEL_RADIUS;

        // Now we need to get sample position in screen space
        vec4 sampleOffset = vec4(samplePosition.xyz, 1.0);
        sampleOffset = cameraProjectionMatrix * sampleOffset;
        sampleOffset.xyz /= sampleOffset.w;

        // Now to get the depth buffer value at the projected sample position
        sampleOffset.xyz = sampleOffset.xyz * 0.5 + 0.5;

        // Now can get the linear depth of the sample
        float sampleOffsetLinearDepth = -getLinearDepth(depthTex, sampleOffset.xy);

        // Now we need to do a range check to make sure that object 
        // outside of the kernel radius are not taken into account
        float rangeCheck = abs(originPosition.z - sampleOffsetLinearDepth) < KERNEL_RADIUS ? 1.0 : 0.0;

        // If the fragment depth is in front so it's occluding
        occlusion += (sampleOffsetLinearDepth >= samplePosition.z ? 1.0 : 0.0) * rangeCheck;
    }  

    occlusion = 1.0 - (occlusion / MAX_KERNEL_SIZE);
    FragColor = vec4(vec3(occlusion), 1.0);
}

Обновление 1

Этот вариант функции расчета TBN дает те же результаты.

mat3 computeTBNMatrixFromDepth(in sampler2D depthTex, in vec2 uv)
{
    // Compute the normal and TBN matrix
    float ld = -getLinearDepth(depthTex, uv);
    vec3 a = vec3(uv, ld);
    vec3 x = vec3(uv.x + dFdx(uv.x), uv.y, ld + dFdx(ld));
    vec3 y = vec3(uv.x, uv.y + dFdy(uv.y), ld + dFdy(ld));
    //x = dFdx(x);
    //y = dFdy(y);
    //x = normalize(x);
    //y = normalize(y);
    vec3 normal = normalize(cross(x - a, y - a));
    vec3 first_axis = cross(normal, vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
    vec3 second_axis = cross(first_axis, normal);
    return mat3(normalize(first_axis), normalize(second_axis), normal);
}