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java - 如何渲染令人信服的天穹？

coder 2023-08-31 原文

我正在编写一个渲染 3D 岛的 OpenGL ES 2.0 应用程序。我已经有了在岛上生成天空穹顶的代码。这是一个由三角形组成的半球，这些三角形覆盖着岛，z 点向上。

圆顶有一些非常基本的移动云，使用叠加在其自身上并以不同速度移动的 perlin 噪声纹理创建。

但最终我还需要圆顶来渲染:

  • 太阳(穿过天空)月亮(包括相位)
  • 星星(晚上)
  • 作为静态纹理的遥远土地
  • 不同的颜色来模拟夜晚、黎明、黄昏、白天

我需要非常高效地执行此操作，因为它最终将在 Android 上运行，尽管目前它在测试工具中运行。因此，例如太阳、月亮和星星将只是纹理，尽管它们的点可能以合理的精度绘制。

我已经有了生成圆顶的代码，以及根据日期和时间绘制太阳的代码。所以主要是我需要的着色器以及它们随附的内容。

是否有任何例子可以证明这些事情？我发现很多可以做基本的立方体贴图或有限的东西，但没有达到我需要的复杂程度。显然，由于这是 OpenGL ES 2.0，因此必须在着色器中完成。

我现有的天空穹顶的着色器渲染了 2 层 perlin 噪声来模拟云。纹理连续环绕，因此我可以根据圆顶顶点到 xy 平面的角度(通过将 x 和 y 馈入 atan)计算 u 偏移量，并使用圆顶顶点 z 计算 v 偏移量。

顶点着色器演示了我是如何做到的:

#ifdef GL_ES
precision mediump float;
precision mediump int;
#endif

attribute vec4 aVertex;

uniform mat4 uPMVMatrix;
uniform float uTime;
uniform float uSkyDomeRadius;

const float PI = 3.1415926535897932384626433832795;

varying vec2 texCoord0, texCoord1;

void main()
{
    vec2 centre = vec2(600., 600.);

    gl_Position = uPMVMatrix * aVertex;

    float slow_time = uTime / 100.;

    vec2 dome_point = aVertex.xy - centre;
    float tex_u = atan(dome_point.x, dome_point.y);// / (.25 * PI);
    float tex_v = aVertex.z / (uSkyDomeRadius * .5);

    texCoord0 = vec2(tex_u / 2.0 + slow_time, tex_v / 2.0);
    texCoord1 = vec2(tex_u + slow_time / 2.0, tex_v);
}

我还使用了一个时间来让 u 每一帧偏移一点，这样云就会移动。这工作正常，除了 atan 从 -PI 到 PI 并且片段着色器插值的 texCoord0 和 texCoord1 值突然被一个大的距离分开，该距离控制插值。

最好的描述方式是，如果我的底部有 16 个三角形，那么从 0/16 到 1/16 的插值有效，1/16 到 2/16 的插值有效，依此类推。但是当我达到 15/16 到 0/16 时，插值器向后移动并且较大的变化导致片段着色器在导致条纹的小空间内一遍又一遍地重复纹理，如图所示。

我看不出有任何方法可以实现无缝的 360 度 View 我认为解决此问题的唯一方法是旋转整个圆顶，使接缝始终位于相机后面，但如果相机指向直线，它可能仍会显示直到圆顶的顶部。

一个带有源代码的工作示例会很棒，特别是如果它解决了这些问题。

最佳答案

问题是，您在 0° 和 360° 的角度使用相同的顶点。所以你现在有一个三角形，其中第一个顶点的纹理坐标为 15/16, 0，第二个顶点的纹理坐标为 0, 0 而不是 1,0。要解决这个问题，您必须打开球体，以便在相同的空间位置有一对顶点，一个用于 0°，一个用于 360°。这样两个顶点可以有不同的纹理坐标，并且不会有任何干扰的纹理。

要旋转它们，您必须使用环绕模式，确保纹理环绕设置为重复。如果你没有改变它，它应该设置正确，但它可以用函数glTexParameter设置，参数是GL_TEXTURE_WRAP_S和GL_TEXTURE_WRAP_T 并且值必须是 GL_REPEAT。然后，如果纹理值 > 1，它不会环绕而是重复纹理。现在你只需要能够区分球体起点的顶点(对于 0° 的顶点)和球体末端的顶点(对于 360° 的顶点)，这样你就可以更正 tex_u，你可能需要一个额外的属性。

关于java - 如何渲染令人信服的天穹？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/13851138/

天穹令人信服codesection的javaopengl-es-2.0libgdxjogl

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