爲什麼要在OpenGL流水線的片段階段進入眼睛空間座標？

Question

我目前正在編程一個小型3D引擎，我想知道爲什麼我應該在片段着色器中進入眼圖座標。要做到這一點，我必須把我的相機矩陣放在一個統一的座標中來轉換光線位置，並使用camera_normal矩陣將光線方向放在眼睛座標中。 爲什麼大家都在使用這些座標？我真的沒有看到任何優勢，所以如果你能幫我理解這個選擇，我會很感激。 謝謝:)

Answer 1

有以下幾個原因眼空間的使用：

1. 它的方便。這是一個存在的明確空間，也是您在轉換位置的過程中計算出來的空間。
2. 它與世界空間的尺度相同，但沒有世界空間的問題。眼睛的空間總是（相對）接近零（因爲眼睛在0），所以這是一個明確的變換矩陣的合理空間。比例很重要，因爲您可以提供在世界空間中計算的距離（如光衰減項）。距離在眼睛空間中不會改變。
3. 無論如何，您都需要將其轉換爲線性空間。在非投影空間這樣的非線性空間中進行照明，尤其是在縮放的情況下，照明是非常棘手的。所以你必須在某種線性空間中提供法線和位置，所以它也可能是眼睛空間。
4. 它需要最少的轉換。眼部空間就是投影變換之前的空間。如果您必須逆向轉換爲線性空間（例如，延遲渲染），則眼圖空間是需要最少操作的空間。

Answer 2

您不必將相機矩陣提供給着色器，並在那裏進行光照位置和方向轉換。實際上，這樣做效率相當低，因爲您對每個頂點一次又一次地執行相同的操作。

只需轉換光源位置和方向CPU端，並將易於轉換的光參數提供給着色器。但是，照明計算在眼睛空間中仍然更加簡潔，尤其是在涉及法線貼圖的情況下。但是，無論如何，您必須將所有東西都轉換爲視覺空間，因爲法線不會被透視變換轉換（儘管頂點位置可以直接轉換爲剪輯空間）。