Opengl es 如何使用立方体贴图对未展开的模型进行纹理处理

我有很多没有展开的模型（它们没有UV坐标）。打开它们很复杂。因此，我决定使用无缝立方体贴图对其进行纹理处理：

[VERT]

attribute vec4 a_position;

varying vec3 texCoord;

uniform mat4 u_worldTrans;
uniform mat4 u_projTrans;
...

void main()
{
   gl_Position = u_projTrans * u_worldTrans * a_position;
   texCoord = vec3(a_position);
} 


[FRAG]
varying vec3 texCoord;
uniform samplerCube u_cubemapTex;

void main()
{
  gl_FragColor = textureCube(u_cubemapTex, texCoord);
}

这是可行的，但结果很奇怪，因为纹理取决于顶点的位置。如果我的模型比立方体或球体更复杂，我会在对象的某些部分看到可见的接缝和低分辨率的纹理

反射在模型上映射良好，但具有镜像效果

反思：

[VERT]
attribute vec3 a_normal;

varying vec3 v_reflection;

uniform mat4 u_matViewInverseTranspose;
uniform vec3 u_cameraPos;
...

void main()
{
   mat3 normalMatrix = mat3(u_matViewInverseTranspose);
   vec3 n = normalize(normalMatrix * a_normal);

   //calculate reflection
   vec3 vView = a_position.xyz - u_cameraPos.xyz;
   v_reflection = reflect(vView, n);

   ...
}

如何实现反射之类的效果，但具有“粘性”效果，这意味着纹理好像附着到某个顶点（不移动）。模型的每一侧都必须显示立方体贴图自己的一侧，因此它应该看起来像普通的2D纹理。如有任何建议，将不胜感激

更新1

我总结了所有的评论，并决定计算立方体贴图UV。由于我使用LibGDX，一些名称可能与OpenGL不同

着色器类：

public class CubemapUVShader implements com.badlogic.gdx.graphics.g3d.Shader {
  ShaderProgram program;
  Camera camera;
  RenderContext context;

  Matrix4 viewInvTraMatrix, viewInv;

  Texture texture;
  Cubemap cubemapTex;

  ...

  @Override
  public void begin(Camera camera, RenderContext context) {
    this.camera = camera;
    this.context = context;
    program.begin();

    program.setUniformMatrix("u_matProj", camera.projection);
    program.setUniformMatrix("u_matView", camera.view);

    cubemapTex.bind(1);
    program.setUniformi("u_textureCubemap", 1);

    texture.bind(0);
    program.setUniformi("u_texture", 0);

    context.setDepthTest(GL20.GL_LEQUAL);       
    context.setCullFace(GL20.GL_BACK);
  }

  @Override
  public void render(Renderable renderable) {
    program.setUniformMatrix("u_matModel", renderable.worldTransform);
    viewInvTraMatrix.set(camera.view);
    viewInvTraMatrix.mul(renderable.worldTransform);
    program.setUniformMatrix("u_matModelView", viewInvTraMatrix);
    viewInvTraMatrix.inv();
    viewInvTraMatrix.tra();
    program.setUniformMatrix("u_matViewInverseTranspose", viewInvTraMatrix);

    renderable.meshPart.render(program);
  }     
...
}

顶点：

attribute vec4 a_position;
attribute vec2 a_texCoord0;
attribute vec3 a_normal;
attribute vec3 a_tangent;
attribute vec3 a_binormal;

varying vec2 v_texCoord;
varying vec3 v_cubeMapUV;

uniform mat4 u_matProj;
uniform mat4 u_matView;
uniform mat4 u_matModel;

uniform mat4 u_matViewInverseTranspose;
uniform mat4 u_matModelView;


void main()
{   
    gl_Position = u_matProj * u_matView * u_matModel * a_position;
    v_texCoord = a_texCoord0;       

    //CALCULATE CUBEMAP UV (WRONG!)
    //I decided that tm_l2g mentioned in comments is u_matView * u_matModel
    v_cubeMapUV = vec3(u_matView * u_matModel * vec4(a_normal, 0.0));

    /*
    mat3 normalMatrix = mat3(u_matViewInverseTranspose);

    vec3 t = normalize(normalMatrix * a_tangent);
    vec3 b = normalize(normalMatrix * a_binormal);
    vec3 n = normalize(normalMatrix * a_normal);    
    */
}

片段：

varying vec2 v_texCoord;
varying vec3 v_cubeMapUV;

uniform sampler2D u_texture;
uniform samplerCube u_textureCubemap;

void main()
{    
  vec3 cubeMapUV = normalize(v_cubeMapUV);    
  vec4 diffuse = textureCube(u_textureCubemap, cubeMapUV);

  gl_FragColor.rgb = diffuse;
}

结果是完全错误的：

我期待这样的事情：

更新2

如果在顶点着色器中使用顶点位置作为立方体贴图坐标，则纹理看起来在侧面拉伸，在某些位置扭曲：

v_cubeMapUV = a_position.xyz;

---

我上传了，还有要审查的文件

该代码仅适用于以

（0,0,0）

为中心的网格，如果情况并非如此，或者即使

（0,0,0）

不在网格内，也会出现瑕疵

我将从计算网格的BBOX

BBOXmin（x0，y0，z0），BBOXmax（x1，y1，z1）

开始，并平移纹理坐标所用的位置，使其围绕它居中：

center = 0.5*(BBOXmin+BBOXmax);
texCoord = vec3(a_position-center);

但是，不均匀的顶点密度仍然会导致纹理缩放瑕疵，特别是当BBOX边的大小差异过大时。将其重新缩放为多维数据集将有助于：

vec3 center = 0.5*(BBOXmin+BBOXmax);  // center of BBOX
vec3 size   =      BBOXmax-BBOXmin;   // size of BBOX
vec3 r      =      a_position-center; // position centered around center of BBOX
r.x/=size.x; // rescale it to cube BBOX
r.y/=size.y;
r.z/=size.z;
texCoord = r;

同样，如果BBOX的中心不在网格内，那么这将不起作用

反射部分我不清楚你有一些图像/截图吗

[Edit1]简单示例

我是这样看的（没有上面提到的中心偏移和纵横比修正）：

[顶点]

//------------------------------------------------------------------
#版本420核心
//------------------------------------------------------------------
均匀mat4x4 tm_l2g；
统一的mat4x4 tm_g2s；
vec3位置中的布局（位置=0）；
vec4列中的布局（位置=1）；
输出平滑矢量4像素；
输出平滑vec3像素\u txr；
//------------------------------------------------------------------
真空总管（真空）
{
像素_col=col；
像素×txr=（tm×l2g*vec4（位置，0.0））.xyz；
gl_位置=tm_g2s*tm_l2g*vec4（位置，1.0）；
}
//------------------------------------------------------------------

[Fragment]

//------------------------------------------------------------------
#版本420核心
//------------------------------------------------------------------
在平滑vec4像素列中；
在平滑vec3像素中\u txr；
统一采样器立方体txr_skybox；
输出布局（位置=0）矢量4框架；
//------------------------------------------------------------------
真空总管（真空）
{
frag_col=纹理（txr_skybox，pixel_txr）；
}
//------------------------------------------------------------------

在此预览：

前几帧中的白色圆环体使用固定函数，其余部分使用着色器。正如您所看到的，我使用的唯一输入是顶点

位置、颜色和变换矩阵
tm_l2g
，它将网格坐标转换为全局坐标，并
tm_g2s
保存透视投影

如您所见，我使用与渲染模型相同的立方体贴图纹理渲染BBOX，因此它看起来像很酷的反射/透明度效果：）（这不是有意的）

不管怎样，当我换线的时候

pixel_txr=(tm_l2g*vec4(pos,0.0)).xyz;

进入：

在我的顶点着色器中，对象将再次成为实体：


您可以通过传递两个纹理坐标向量并在片段中获取两个texel将它们以一定比例相加来组合这两个纹理坐标向量。对于粗糙，您需要传递2个立方体贴图纹理，一个用于对象，一个用于skybox

红色警告来自我的CPU端代码，提醒我正在尝试设置着色器中不存在的制服（正如我在不更改CPU端代码的情况下从中所做的…）

[Edit1]此处预览带有偏移的网格


顶点有点变化（只是添加了答案中描述的偏移）：

因此，通过偏移中心点，您可以消除奇点失真。然而，正如我在评论中提到的，对于任意网格，使用廉价的纹理技巧而不是正确的纹理坐标，总会出现一些失真

请注意，我的网格已调整大小/规格化（遗憾的是，我不记得它的
范围或不同的ona，并且懒得在我测试此功能的GLSL引擎的源代码中挖掘），因此偏移量在您的环境中可能具有不同的大小，以实现相同的结果。
我的网格居中（0,0,0）。我从不移动它，只是绕着它旋转一个摄像头。可以不使用顶点位置（a_位置）生成纹理坐标吗？您可以在Internet上到处找到反射部分的实现。例如，@Nolesh我知道反射是什么，但你想的是什么？我猜（但这里只是猜测）？这与纹理坐标或顶点位置无关。它只使用面法线。。。除非它是“真实的”，并且基于相机的位置……通过反射，我的意思是它不使用顶点位置，在我的例子中可能会很有用。由于伪影，我不能依赖顶点位置。是
pixel_txr=pos;

//------------------------------------------------------------------
#version 420 core
//------------------------------------------------------------------
uniform mat4x4 tm_l2g;
uniform mat4x4 tm_g2s;
uniform vec3 center=vec3(0.0,0.0,2.0);

layout(location=0) in vec3 pos;
layout(location=1) in vec4 col;

out smooth vec4 pixel_col;
out smooth vec3 pixel_txr;
//------------------------------------------------------------------
void main(void)
    {
    pixel_col=col;
    pixel_txr=pos-center;
    gl_Position=tm_g2s*tm_l2g*vec4(pos,1.0);
    }
//------------------------------------------------------------------