重新计算规则网格表面的法线（C ++ / OpenGL）

Question

我正在尝试计算网格曲面的法线。地图为29952px x 19968px，每个单元格为128px x 128px。所以我有36895个顶点。

网格：

我的平面地图数组发送到具有以下结构的着色器：

float vertices[368950] = {

  //  x     y     z    znoise   xTex  yTex  xNorm yNorm zNorm Type
    16384,16256,-16256,   0,    0.54, 0.45,   0,    0,   1,    1,
    16256,16384,-16384,   0,    0.54, 0.45,   0,    0,   1,    1,
    ......
} 

我用函数计算zNoise

float noise(float x, float y){};

并且它有效[[（我将其添加到顶点着色器中的y和z中]。

方法1

如果我使用

有限差分法]计算法线，则可以获得很好的结果。伪代码：

  vec3 off = vec3(1.0, 1.0, 0.0);
  float hL = noise(P.xy - off.xz);
  float hR = noise(P.xy + off.xz);
  float hD = noise(P.xy - off.zy);
  float hU = noise(P.xy + off.zy);
  N.x = hL - hR;
  N.y = hD - hU;
  N.z = 2.0;
  N = normalize(N);

但是，在这种情况下，我需要手动编辑地图，例如在编辑器上下文中，您可以使用工具设置zNoise以根据需要创建山脉，此方法
无济于事

。我得到了这个不错的结果（从小地图上可以看到）（故意使法线很暗）：

方法2

  |    |    |
--6----1----+-
  |\   |\   |      Y
  | \  | \  |      ^
  |  \ |  \ |      |
  |   \|   \|      |
--5----+----2--    +-----> X
  |\   |\   |
  | \  | \  |
  |  \ |  \ |
  |   \|   \|
--+----4----3--
  |    |    |

所以我试图使用相邻的三角形来计算法线，但结果却大不相同（似乎某处存在错误）：

代码。

getVertex()是一个使用x且y返回与该顶点关联的顶点信息的函数。 VerticesPos是一维数组，其中包含

每个顶点的位置

，以便能够从vertices（上述的i，每个顶点具有10个值）中获取信息。我决定在顶点着色器中编辑y和z以保持x和y不变，并使用它们通过VerticesPos进行索引顶点。 （我希望这很清楚）。

glm::vec3 getVertex(int x, int y) {

    int j = VerticesPos[(int)(y/128 * 29952 / 128 + x/128)];

    float zNoise = vertices[j * 10 + 3] * 2;
    float x1 = vertices[j * 10];
    float y1 = vertices[j * 10 + 1] + zNoise;
    float z1 = vertices[j * 10 + 2] + zNoise;

    return glm::vec3(x1, y1, z1);
}

getAdjacentVertices()是一个函数，它接受vec2d（x和y坐标）并返回
6个相邻顶点

，按顺时针方向排序

std::array<glm::vec3, 6> getAdjacentVertices(glm::vec2 pos) {
    std::array<glm::vec3, 6> output;
    output = {
        getVertex(pos.x, pos.y + 128), // up
        getVertex(pos.x + 128, pos.y), // right 
        getVertex(pos.x + 128, pos.y - 128), // down-right
        getVertex(pos.x, pos.y - 128), // down
        getVertex(pos.x - 128, pos.y), // left
        getVertex(pos.x - 128, pos.y + 128), // up-left

    };
    return output;
}

以及完成任务的最后一个功能：

glm::vec3 mapgen::updatedNormals(glm::vec2 pos) {

    bool notBorderLineX = pos.x > 128 && pos.x < 29952 - 128;
    bool notBorderLineY = pos.y > 128 && pos.y < 19968 - 128;

    if (notBorderLineX && notBorderLineY) {

        glm::vec3 a = getVertex(pos.x, pos.y);

        std::array<glm::vec3, 6> adjVertices = getAdjacentVertices(pos);
        glm::vec3 sum(0.f);

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            int j;
            (i == 0) ? j = 5 : j = i - 1;

            glm::vec3 side1 = adjVertices[i] - a;
            glm::vec3 side2 = adjVertices[j] - a;

            sum += glm::cross(side1, side2);
        }
        return glm::normalize(sum);
    }

    else {
        return glm::vec3(0.3333f);
    }
}

很不幸，我得到了这个bad result（从小地图上看到）：

注意：使用两种方法，建筑物位于不同的位置，但表面

具有相同的种子

。有人可以帮忙吗？ ：-）

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编辑：

我添加了更多图像以帮助理解问题。方法1：

方法2：

我正在尝试计算网格曲面的法线。地图为29952px x 19968px，每个单元格为128px x 128px。所以我有36895个顶点。网格：我的平面地图数组通过...