HLFX.Ru Forum - Эффект преломления как в Half-Life2

Эффект преломления

Преломление во многих разработках реализуется в вершинной программе на основе вектора нормали к данной вершине. Однако для этого требуется высокополигональная модель, иначе вершин (а значит, и нормалей) будет недостаточно для правильного преломления.
Сейчас повсеместно используются карты нормалей для детализации поверхностей. Недавно я приводил пример, как сделать высокодетализированный эффект хромированной поверхности с их помощью. Теперь рассмотрим эффект преломления.
Вспомните ребристые дверные стекла в Half-Life 2. Искажение мира за ними выглядит очень правдоподобно. Мы сделаем что-то очень похожее.
Для начала нам нужно захватить изображение мира в текстуру. Для этого я сделал один проход, выводящий изображение в квадрат 256 х 256. В принципе, можно было этого не делать и использовать расширение GL_NV_texture_rectangle, при этом нужно было бы изменить матрицу текстуры и заменить функции обращения к текстуре в шейдере.
Итак, мы отрендерили объекты мира в текстуру. Теперь нужно настроить матрицу текстуры для проецирования обычным способом и подключить вершинную и фрагментную программу.
Сама идея преломления заключается в следующем. Мы передаем нормаль к поверхности во фрагментную программу. Далее в ней мы получаем попиксельно нормали из карты нормалей и вычисляем их скалярное произведение. После этого мы просто умножаем координаты проекции на полученное значение. В случае, если обе нормали совпали (dot=1), сцена не искажается, иначе – искажается тем сильнее, чем больше отличие нормалей.
Вершинная программа делает вот что:
1. Вычисляет проекцию вершины.
2. Вычисляет координаты проекции для вершины.
3. Передает нормаль как координаты текстуры юнита 2.
4. Передает координаты текстуры юнита 0 и текущий цвет.

1	struct VertIn

3	float4 pos : POSITION;

4	float3 normal : NORMAL;

5	float2 tex0 : TEXCOORD0;

6	float4 color : COLOR;

};

9	struct VertOut

11	float4 pos : POSITION;

12	float2 tex0 : TEXCOORD0;

13	float4 tex1 : TEXCOORD1;

14	float3 norm : TEXCOORD2;

15	float4 color : COLOR;

};

18	VertOut main(VertIn vin)

20	VertOut vout;

21	vout.pos = mul(glstate.matrix.mvp, vin.pos);

22	vout.tex0 = vin.tex0;

23	vout.tex1 = mul(glstate.matrix.texture[1], vin.pos);

24	vout.norm = vin.normal;

25	vout.color = vin.color;

26	return vout;

1	struct VertOut

3	float4 pos : POSITION;

4	float2 tex0 : TEXCOORD0;

5	float4 tex1 : TEXCOORD1;

6	float3 norm : TEXCOORD2;

7	float4 color : COLOR;

};

10	struct FragOut

12	float4 col : COLOR;

};

15	FragOut main(VertOut fin,

16	uniform sampler2D diffuseMap :TEXUNIT0,

17	uniform sampler2D screenMap :TEXUNIT1,

18	uniform sampler2D normalMap :TEXUNIT2)

20	FragOut fout;

22	//get diffuse texture color

23	float4 diffuse = tex2D(diffuseMap, fin.tex0);

25	//get normal and expand it from [0,1] to [-1,1]

26	float3 normal = tex2D(normalMap, fin.tex0).xyz;

27	normal = normal*2 - 1;

29	//compute refraction texcoords using difference btw normals, and lookup screen texture

30	float4 refraction;

31	refraction.xyz = fin.tex1.xyz * dot(normal, fin.norm);

32	refraction.w = fin.tex1.w;

33	float4 screen = tex2Dproj(screenMap, refraction);

35	fout.col = fin.color * (diffuse + screen) * 0.5;

36	return fout;

Что-то народ неактивно комментирует

Для тех, у кого вторые шейдеры не поддерживаются, вот пара скринов. Конечно, видеть это надо в динамике, но все же...

XaeroX
Насколько я понимаю - рассчет преломления делается на основе самой текстурки и напрямую от нее зависит.
В хл2 рифленые стекла были вертикальными

Хорошая штука

g-cont нарисуй "вертикальную" нормалмапу, в смысле полосы на ней вертикальные, и будет тебе щастье ;Р

Классно, только текстурку-бы получше подобрать..

Тутор, наверное, писался для таких дубов в этом деле, как я?

Можно уж было тогда по-понятнее.. Вот, например, фраза
"1. Вычисляет проекцию вершины.
2. Вычисляет координаты проекции для вершины."
очень жуткая

Я так понял, под первым подразумевается умножение на видовую матрицу, а под вторым - нахождение спроецированных текстурных координат для "экранной" текстуры?

Также не помешали-бы комментарии к переменным при описании структур - типа что в них будет храниться... По-русски

И наконец, вечно мучивший меня вопрос - а что, из пиксельного шейдера нельзя узнать цвет пикселя в цветовом буфере экрана? Если да, то это просто кидалово какое-то. А как тогда делать прозрачный полигон? (я так понимаю, в твоем примере он не прозрачен)

BUzer
1. да, ты понял совершенно верно

2. гм... не люблю русские комментарии.
3. нельзя. зато прозначность можно задать умножением на fin.color.w - это и есть альфа фрагмента.

XaeroX
3. Не понял, умножением чего?.. Вот я хочу вывести полупрозрачный полигон с пикс шейдером. Мне надо будет испольховать glEnable(GL_BLEND), glBlendFunc..? И куда шейдер будет выдавать альфу?

fout.col.w = fin.col.w;

float4 diffuse = tex2D(diffuseMap, fin.tex0);

// any code here...

fout.col.w = fin.col.w * diffuse.w;

А контролировать процесс смешивания расчитанного в шейдере цвета с цветом на экране можно только через glBlendFunc, получается?..

glBlendFunc, как я понимаю, учитывается частично - для цвета имеющегося фрагмента. А цвет фрагмента наложения рассчитывается целиком в шейдере.

Знаю что тема устарела ... Но у меня ламерский вопрос : Реализовывать в хл это все точно также как и func_mirror ? И как сделать что бы вместо нормалей читалась обычная WAD текстура с началом к примеру ( * ) ?

__________________
У котёнка мокрый нос и гладенькая шерсть, у него забавный хвост и быстрых лапок шесть. Две задних, две средних и две передних лапы, такая многоножка получилася у папы.
Он ученый — папа мой — зверушек изучает, гуляет по помойкам, ловит крыс и чаек. Две крысы белокрылые и чайки две унылые покрытые пупырчатою кожей лягушат без пёрышек тоскуют и ускакать спешат.
А ещё есть муравей большой размером с гуся он пугает всех зверей, и я его боюся, когда он ковыляет на лапках на своих.
И в двери ударяет, и начинает стих: Я — муравей, воды налей! Не меньше ведра, напиться мне пора!

-CJ- как найти текстуру в ваднике по имени - есть в коде ксаша (там просматривается texinfo). Ну и потом биндишь ее, что-то типа glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, msurface->texinfo->texture->gl_index);