GLSL实现Ambient Occlusion

叁歲伎倆 2022-08-07 05:42 181阅读 0赞

[http://blog.csdn.net/a3070173/archive/2008/11/04/3221181.aspx][http_blog.csdn.net_a3070173_archive_2008_11_04_3221181.aspx]

相信使用OpenGl或DirectX3D的朋友都知道到固定功能管线在光照处理主要由环境光,散射光和镜面光构成,这样一个光照处理模型在被光的地方将以统一的环境光进行着色,导致一种不自然的不真实效果.本文介绍的Ambient Occlusion方法将使用不当预计算的方式离线的生成模型的AO图,并在片元着色器中将对此AO图进行采样的结果与环境光和散射光效果进行相乘以适当削弱环境光和散射光的强度,以增加模型的真实感.

那么什么是AO图呢?AO图其实是Ambient Occlusion纹理图的简称,其包含了模型各顶点的AO因子(即削弱因子).关于此削弱因子是如何计算的请参考[http://www.ozone3d.net/tutorials/ambient\_occlusion.php][http_www.ozone3d.net_tutorials_ambient_occlusion.php].这里只介绍效果的具体实现.

由于这个效果主要在GLSL着色器上进行实现所以以下贴出的Ambient Occlusion着色器代码.  
 顶点着色器:  
uniform float g\_fScale;

varying vec2 g\_vec2TexCoord0;  
varying vec3 g\_vec3Normal;  
varying vec3 g\_vec3Vertex;

void main()  
\{  
 g\_vec2TexCoord0 = vec2(gl\_MultiTexCoord0.s, 1.0 - gl\_MultiTexCoord0.t);  
 g\_vec3Normal = vec3(gl\_Normal);

g\_vec3Vertex = vec3(gl\_Vertex);  
    gl\_Position = ftransform();  
\}

片元着色器:  
const vec3 g\_vec3AmbientResult = vec3(0.2, 0.2, 0.2);  
const vec3 g\_vec3DiffuseResult = vec3(0.64, 0.64, 0.64);  
const vec3 g\_vec3SpecularResult = vec3(1.0, 1.0, 1.0);  
const float g\_fShininess = 100.0;

uniform vec3 g\_vec3CameraPositinInModel; // 模型空间照相机位置  
uniform vec3 g\_vec3LightPositionInModel; // 模型空间光源位置

uniform sampler2D g\_AmbientOcclusion;

uniform bool g\_bUseAmbientGene; // 是否使用Ambient Occlusion的标志

varying vec2 g\_vec2TexCoord0;  
varying vec3 g\_vec3Normal;  
varying vec3 g\_vec3Vertex;

void main()  
\{  
 // 采样Ambient Occlusion因子  
 float fAmbientGene = texture2D(g\_AmbientOcclusion, g\_vec2TexCoord0).r;

// 计算散射因子  
 vec3 L = normalize(g\_vec3LightPositionInModel - g\_vec3Vertex);  
 vec3 N = normalize(g\_vec3Normal);  
 float fDiffuseGene = max(dot(N, L), 0.0);

// 计算镜面光因子  
 float fSpecularGene = 0.0;  
 if (fDiffuseGene > 0.0)  
 \{  
  vec3 V = normalize(g\_vec3CameraPositinInModel - g\_vec3Vertex);  
  vec3 H = normalize(L + V);  
  fSpecularGene = pow(max(dot(N, H), 0.0), g\_fShininess);  
 \}

// 计算最终颜色       
 if (g\_bUseAmbientGene)  
 \{  
  // Ambient Occlusion只影响环境和散射选项  
  gl\_FragColor = vec4(fAmbientGene\*(g\_vec3AmbientResult +   
      fDiffuseGene\*g\_vec3DiffuseResult) +  
      fSpecularGene\*g\_vec3SpecularResult,  
      1.0);  
 \}  
 else  
 \{  
  gl\_FragColor = vec4(g\_vec3AmbientResult +   
      fDiffuseGene\*g\_vec3DiffuseResult +  
      fSpecularGene\*g\_vec3SpecularResult,  
      1.0);  
 \}  
\}

在整个着色过程中唯一需要注意的是由于AO图是上下颠倒的,所以带计算纹理坐标时需要将t坐标被1.0f相减.  
 Demo效果图:  
 不启动Ambient Occlusion:

![untitled1unambient.png][]  
   
 启动Ambient Occlusion:

![untitled2ambient.png][]

exe文件:http://www.fileupyours.com/view/219112/GLSL/Ambient%20Occlusion%20And%20Normal%20Mapping%20Demo.rar

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[untitled2ambient.png]: /images/20220805/82608443e1a64ebab63ba747b20c20fd.png