Краткий курс компьютерной графики: пишем упрощённый OpenGL своими руками, статья 5 из 6

Ура, снова торт!

Скажите, какая из этих текстур дана в глобальных координатах, а какая в касательных к объекту?

Первая в глобальных. В ней цвет (значения векторов) очень сильно изменяется от положения в пространстве.

Какой формат текстуры предпочтительнее — касательный или глобальный? Почему?

Касательный. Больше диапазон значений, хотя вроде бы для применения нужно на одно умножение векторов больше.

У вас ошибка в реализации работы с Z буфером.
Вы делите вершины на [3] элемент сразу в вершинном шейдере. Этого делать нельзя, т.к. афинные преобразования линейны, а вот глубина у нас уже не линейна.
Нужно интерполировать z и w отдельно, и делить попиксельно. То есть код вершинного шейдера переписать вот так:

    virtual Vec4f vertex(int iface, int nthvert) {
        Vec4f gl_Vertex = embed<4>(model->vert(iface, nthvert)); // read the vertex from .obj file
        gl_Vertex = Viewport*Projection*ModelView*gl_Vertex;     // transform it to screen coordinates
        varying_intensity[nthvert] = std::max(0.f, model->normal(iface, nthvert)*light_dir); // get diffuse lighting intensity
        return gl_Vertex;                  // project homogenious coordinates to 3d
    }

В коде функции triangle принимать Vec4f, и переделать проверку в буфере глубины как-то так:

Vec3f c = barycentric(pts[0], pts[1], pts[2], P);
float z = pts[0].z*c.x + pts[1].z*c.y + pts[2].z*c.z;
float w = pts[0].w*c.x + pts[1].w*c.y + pts[2].w*c.z;
P.z = std::max(0, std::min(255, z/w+.5));

Случай, когда ваш подход с «сразу делением на w» не работает:
Делаем 2 прямоугольника (горизонтальный и вертикальный) с вершинами:
1 — Vec3f(-100.0, -1.0, 0.0) Vec3f(-100.0, 1.0, 0.0) Vec3f(100.0, -1.0, 0.0) Vec3f(100.0, 1.0, 0.0)
2 — Vec3f(-1.0, -100.0, 0.1) Vec3f(-1.0, 100.0, 0.1) Vec3f(1.0, -100.0, 0.1) Vec3f(1.0, 100.0, 0.1)
Крутим эту пару треугольников вокруг OY и наблюдаем артефакт.
Поэтому все графические API получают 4 параметра, и сразу делить на W в вершинном шейдере ни в коем случае нельзя.

p.s. Проблема растет оттуда же: habrahabr.ru/post/248611/#comment_8238683
Хоть вы там и написали в ответе, что это «муторно» и ненужно, в реале же без этой коррекции мы получим некорректный буфер глубины. Так что коррекция нужна, и она не муторная.

Как странно у вас чайник отрендерился =)

На картинке с «формулой» Фонга справа ambient отсутствует.

Поменяйте, пожалуйста, «артиста» на «дизайнера» или «художника» хотя-бы… :)

Очень частая ошибка, которая повсеместно в интернете — забывают, что сумма коэффициентов Kd + Ks = 1. из-за этого модель начинает отражать больше света, чем получает от источника. У вас эта ошибка присутствует.

Очень понравился ваш цикл статей, поэтому я, что называется, решил совместить полезное с полезным и написать рендерер на расте.

К сожалению пока не успел догнать вас, нахожусь лишь на третьем шаге. Имеется голова с диффузной текстурой. Сейчас по-моему удалось избавиться от артефактов, которые по всей видимости возникают из-за арифметики с плавающими числами. Т.к. раст не позволяет автоматически конвертировать числовые типы, то чтобы не приводить числа по десять раз туда-сюда в каждой строчке я передаю в функцию triangle векторы с дробными координатами и оперирую ими до самого вывода пикселя. К тому же треугольник я отрисовываю не горизонтальными полосками, а вертикальными. В результате мое изображение немного отличается от вашего, приведенного в третьей статье. Например, есть достаточно заметное отличие на веке левого глаза.


Код выложен на гитхабе, может быть кому-то еще будет интересно. Или опытные «растаманы» подскажут мне, что можно улучшить :)

Касательно «тонировки Гуро» и вообще слова тонировка — оно в русском больше относится к колхозному тюнингу автомобилей, чем к графике. Стандартно это «закраска Гуро» или «модель освещения Гуро» или «затенение Гуро».