视图矢量和法线之间的角度？

Question

相当标准的GLSL问题。不幸的是，尽管我熟悉其背后的数学原理，但是我对webgl级别的实现不确定。着色器调试起来非常棘手。

我正在尝试在glsl着色器级别获取视图矢量和对象法线之间的角度。我正在使用threejs，但通过它们创建了自己的共享者。

这是顶点着色器的相关部分：

void main() {
    gl_Position = projectionMatrix * modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);

    vec3 nmalInWorld = normalize(normalMatrix * normal);
    vec3 camInWorld = cameraPosition;
    vec4 posInWorld = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
    posInWorld /= posInWorld[3];
    angle = -dot(normalize(posInWorld - vec4(cameraPosition, 1.0)), normalize(vec4(nmalInWorld,1.0)));
    if(angle > 0.7){
      angle = 1.0;
    }else{
      angle = 0.0;
    }

我已经尝试过这种排列的几种排列方式，因此如果不必要的话，我事先表示歉意。我确实得到了与我想要的东西非常相似的东西–就相机角度而言，它肯定总是相同的，但由于某些我不了解的原因而没有居中。片段着色器仅直接将角度修补到色域。

如您所见，白点不在球体中间居中，这是预期的结果。我真的不明白为什么。也许它缺少透视变换应用程序？尝试没有成功。我认为在这种情况下视图矢量不应该是相关的，无论摄像机的目标是什么，球体都应保持相同的颜色。

Answer 1

[posInWorld，vec4(cameraPosition, 1.0)和vec4(nmalInWorld,1.0)是Homogeneous coordinates。

2的Dot productCartesianUnit vectors等于矢量之间的角度的Cosine。

“ view”向量是从顶点位置到摄影机位置的归一化笛卡尔向量。当顶点位置被modelViewMatrix变换时，结果就是视图空间中的位置。摄像机的视图空间位置是（0，0，0），因为视图空间的原点是摄像机的位置：

vec4 posInView = modelViewMatrix * vec4(position, 1.0);
posInView /= posInView[3];

vec3 VinView = normalize(-posInView.xyz); // (0, 0, 0) - posInView

normalMatrix将向量从模型空间转换为视图空间：

vecr NinView = normalize(normalMatrix * normal);

VinView和NinView都是视图空间中的向量。前者从顶点指向摄影机，后者是顶点坐标处的曲面的法线向量。两个向量之间的角度的余弦值可以通过点积获得：

float NdotV = dot(NinView, VinView);