OpenGL - карта теней / карта глубины дает странный результат

Я пытаюсь визуализировать свою карту глубины, а пока я визуализировал ее на объектах сцены, чтобы получить представление о том, какой результат я получаю. Из того, что я узнал, черные значения - это объекты, которые находятся ближе к свету, а белые - дальше. Пожалуйста, поправьте меня, если я ошибся. Вот результат, который я получаю: Карта теней, отображаемая на кубе

С этим результатом я предполагаю, что я создал фреймбуфер неверным способом. вот как я его генерирую:

void createFrameBuffer()
{
    glGenFramebuffers(1, &frameBuffer);


    glGenTextures(1, &DepthMap);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, DepthMap);

    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_DEPTH_COMPONENT,
        SHADOW_WIDTH, SHADOW_HEIGHT, 0, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, NULL);

    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);

    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer);

    glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT,                                 
        GL_TEXTURE_2D, DepthMap, 0);

    glDrawBuffer(GL_NONE);
    glReadBuffer(GL_NONE);

    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
}

Мы следовали руководству Learn OpenGL - Shadow Mapping и нашим шейдерам выглядит почти идентично его. Так что проблем быть не должно. Мне кажется, я что-то неправильно понял в части отображения теней на ЦП, а не в графическом процессоре. Вот как я все рисую, настраиваю матрицы и использую программы.

float orthoValue = 20.0f;

glm::mat4 lightProjection = glm::ortho(-orthoValue,
    orthoValue, -orthoValue, orthoValue, NEARPLANE, FARPLANE);
glm::mat4 lightView = glm::lookAt(lightPos, glm::vec3(0.0f),
    glm::vec3(0.0, 1.0f, 0.0));
glm::mat4 lightSpaceMatrix = lightProjection * lightView;
//lightSpaceMatrix[3] = glm::vec4(lightPos, 1.0f);

if (shadows == true) {

    glUseProgram(sShaderProgram);
    glBindVertexArray(mesh.VAO);
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer);
    glViewport(0, 0, SHADOW_WIDTH, SHADOW_HEIGHT);
    glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);


    glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(sShaderProgram, "lightSpaceMatrix"),
        1, GL_FALSE, glm::value_ptr(lightSpaceMatrix));
    glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(sShaderProgram, "modelMatrix"),
        1, GL_FALSE, glm::value_ptr(mesh.modelMatrix));

    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, mesh.vertices.size());
    glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
    glBindVertexArray(0);

    setViewPort();
}

Заранее благодарен за все советы и помощь. Если я упустил важную информацию, я добавлю то, чего не хватает.

Еще код редактирования части рендеринга, также изменен способ рисования:

Это основной цикл

                glClearColor(0.0, 0.0, 0.5, 1);
                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
                glDisable(GL_CULL_FACE);
                glEnable(GL_LIGHTING);

                //Keyboard input
                keyPressed();
                //Mouse movement
                MousePointer();

                lightProjection = glm::ortho(-orthoValue,
                    orthoValue, -orthoValue, orthoValue, NEARPLANE, FARPLANE);
                glm::lookAt(lightPos, glm::vec3(0.0f),
                    glm::vec3(0.0, 1.0, 0.0));
                lightSpaceMatrix = lightProjection * lightView;

                glUseProgram(sShaderProgram);
                glViewport(0, 0, SHADOW_WIDTH, SHADOW_HEIGHT);
                glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer);
                glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

                glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
                glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, DepthMap);

                GLint samplerLoc = glGetUniformLocation(sShaderProgram, "DepthMap");
                glUniform1i(samplerLoc, 0);

                glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(sShaderProgram, "lightSpaceMatrix"),
                    1, GL_FALSE, glm::value_ptr(lightSpaceMatrix));

                for (int i = 0; i < objmesh.size(); i++) {
                    RenderShadows(*objmesh[i]);
                }
                glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
                setViewPort();
                glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
                //glDisable(GL_DEPTH_TEST);

                for (int i = 0; i < objmesh.size(); i++){
                    RenderVertices(gShaderProgram, *objmesh[i], true);
                }

            }

Здесь у нас есть функция RenderShadows, которая использует программу shadow glsl:

void RenderShadows(OBJMeshes mesh){
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(sShaderProgram, "modelMatrix"),
    1, GL_FALSE, glm::value_ptr(mesh.modelMatrix));

glBindVertexArray(mesh.VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, mesh.vertices.size());
glBindVertexArray(0);

}

И, наконец, обычная функция рендеринга, которая отображает геометрию:

void RenderVertices(GLuint shaderProgram, OBJMeshes mesh, bool shadows) {

GLuint CPUValuesID = glGetUniformLocation(gUbo, "MVP");

glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, gUbo);
glBufferSubData(GL_UNIFORM_BUFFER, 0, sizeof(CPUMatricies), &globalCPU);

glBindBuffer(GL_UNIFORM_BUFFER, mtlBuff);
glBufferSubData(GL_UNIFORM_BUFFER, 0, sizeof(mtlValues), &mtl);

glUniformMatrix4fv(CPUValuesID, 1, GL_FALSE, &globalCPU.MVP[0][0]);

glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(mesh.VAO);

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, mesh.texture);

glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, DepthMap);

GLint samplerLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "DepthMap");
glUniform1i(samplerLoc, 1);

glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, "modelMatrix"),
    1, GL_FALSE, glm::value_ptr(mesh.modelMatrix));
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shaderProgram, "lightSpaceMatrix"),
    1, GL_FALSE, glm::value_ptr(lightSpaceMatrix));

glUniform3f(glGetUniformLocation(shaderProgram, "lightPos"), lightPos.x, lightPos.y, lightPos.z);

glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, mesh.vertices.size());

glBindVertexArray(0);

}

person Haplue    schedule 15.07.2017    source источник


Ответы (1)


Если вы хотите преобразовать буфер глубины в текстуру, вам необходимо привязать текстуру с форматом GL_DEPTH_COMPONENT к буферу рендеринга буфера буфера кадра. Что вы сделали, так это привязали текстуру к цветовому плану 0 вашего буфера кадра, потому что вы использовали GL_COLOR_ATTACHMENT0 для привязки текстуры в вашем коде.

glFramebufferTexture2D( GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, ColorMap0, 0 );

Что вам нужно сделать, так это создать буфер рендеринга и связать его с буфером кадра.

GLuint frameBuffer;
glGenFramebuffers(1, &frameBuffer);
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer);

GLuint renderbuffer;
glGenRenderbuffers( 1, &renderbuffer );
glBindRenderbuffer( GL_RENDERBUFFER, renderbuffer );

Затем вам нужно привязать текстуру глубины к буферу кадра, используя GL_DEPTH_ATTACHMENT:

glFramebufferTexture2D( GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_TEXTURE_2D, DepthMap, 0 ); 

Обратите внимание, что вы можете привязать отдельные текстуры для глубокого буфера и всех цветовых плоскостей к буферу кадра.

После того, как вы все сделали правильно, вы должны нарисовать свою сцену и заполнить буферы и / или текстуры.

// enable the depth test
glEnable( GL_DEPTH_TEST );

// bind frame buffer and clear the frame buffer  and the depth buffer
glBindFramebuffer( GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer );
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)`

// draw the scene
// ...

// unbind frame buffer
glBindFramebuffer( GL_FRAMEBUFFER, 0 );

// clear the drawing buffer and the depth buffer
glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );

После того, как буфер кадра был отвязан, вы можете использовать его текстуры в качестве входных данных для прохода тени.

Чтобы привязать текстуру к шейдеру, вы должны привязать текстуру к блоку текстуры и присвоить индекс блока текстуры универсальному сэмплеру шейдера.

Привяжите текстуру к текстурному блоку:

GLuint DepthMap;
int textureUnit = 1; 
glActiveTexture( GL_TEXTURE0 + textureUnit );
glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, DepthMap );

Воспользуйтесь программой и присвойте универсальному сэмплеру индекс текстурного блока:

GLuint depthProg = ...;
glUseProgram( depthProg );

GLint depthSamplerLocation = glGetUniformLocation( u_depthAttachment );
glUniform1i( depthSamplerLocation, textureUnit );

Продление ответа

В вашем коде есть еще несколько проблем:

В основном цикле вы очищаете буфер кадра glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); перед вызовом RenderShadows, но внутри функции вы связываете буфер кадра glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, frameBuffer);, поэтому очистка бесполезна.

В RenderShadows вы пытаетесь привязать DepthMap текстуру к сэмплеру текстуры, но текстура DepthMap является целевой текстурой текущего связанного буфера кадра. Текстура не может быть источником и местом назначения одновременно, это может привести к неопределенному поведению.

В RenderVertices вы должны назначить индекс блока текстуры сэмплеру текстуры, а не объекту текстуры:

glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, DepthMap);

GLint samplerLoc = glGetUniformLocation(shaderProgram, "DepthMap");
// glUniform1i(samplerLoc, DepthMap); <- this is wrong
glUniform1i(samplerLoc, 1); // 1 because the texture is bound to GL_TEXTURE1
person Rabbid76    schedule 16.07.2017
comment
Здравствуйте, спасибо за развернутый ответ! Я пытался сделать так, как ты сказал, но, похоже, это не сработало. Я добавил плоскость и накладываю на нее DepthMap как текстуру, но на ней ничего нет. Если я использую GL_COLOR_ATTACHMENT0, он становится черным, если я использую GL_DEPTH_ATTACHMENT, он становится серым. Может ли быть, что DepthMap ничего не получает от шейдера вершин / фрагментов теней? - person Haplue; 16.07.2017
comment
Тест глубины включен (перед созданием фреймбуфера), и я изменил рендеринг, чтобы его было легче увидеть. Я добавил код своего рендеринга, если вы чувствуете, что у вас есть время его проверить, он начинается после полужирного текста. Спасибо за вашу помощь, это очень много значит! - person Haplue; 16.07.2017
comment
Я добавил обновленный код и действительно получил результат, который кажется довольно разумным! Большое спасибо за вашу помощь, я застрял в этом дольше, чем смею признаться! Сейчас это выглядит как ссылка. Теперь кажется, что это не перспектива, потому что изображение на скриншоте сделано в положении источников света. Еще раз спасибо! - person Haplue; 16.07.2017
comment
Это точно! Вы мне очень помогли и подтолкнули к решению и пониманию моего вопроса! Я отмечу это как приемлемое, хотя я не уверен, почему цвет на плоскости только черный, а не какой-то серый градиентный цвет, и почему моя Тень не отображается из объектов на плоскости земли прямо сейчас. Это похоже на то, что функция внутри фрагментного шейдера не работает должным образом. Но я посмотрю, смогу ли я сейчас выяснить это сам. Не возражаете, если я напишу вам в противном случае? - person Haplue; 16.07.2017
comment
@Haplue Лучший способ получить ответ - задать вопрос о stackoverflow, потому что у большого количества пользователей есть возможность ответить на этот вопрос, включая меня. - person Rabbid76; 16.07.2017