Integration von 3D-Visualisierungstechniken in 2D-Grafiksystemen

Kapitel 3. Realisierung
5 uniform vec3 LightDirection ;
6 uniform vec3 Scales ;
7 attribute vec3 in_Vertex ;
8 attribute vec3 in_Normal ;
9 attribute vec3 in_Color ;
10 varying vec4 Color ;
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12 void main( void) {
13 vec4 Position = ViewMatrix ModelMatrix ( vec4(Scales in_Vertex ,1) ) ;
14 gl_Position=ProjectionMatrix Position ;
15 vec3 Normal = vec3(ViewMatrix ModelMatrix vec4(in_Normal,0)).xyz;
16 Color = vec4(in_Color ,1) ;
17 float diffuse = Normal.z;
18 if (dot(LightDirection ,LightDirection) > 0.001) {
19 diffuse = dot(normalize(LightDirection),Normal);
20 }
21 diffuse = abs(diffuse);
22 Color . rgb = diffuse Color . rgb ;
23 }
Listing 3.9: Ein GLSL 1.2 Vertex-Shader für eine Lambert’sche Oberfläche (di use
Beleuchtung)
Zum Verständnis muss gesagt werden, dass das Produkt zweier Vektoren in der GLSL
standardmäßig das elementweise Produkt ist. Das Skalarprodukt ist in der (überladenen)
Funktion dot(v,u) realisiert. Als uniform deklarierte Variablen sind zur
Laufzeit des Shader-Programms Konstanten, attribute Variablen sind per-Vertex
Eingaben und varying Variablen sind per-Vertex Ausgaben des Vertex-Shaders (und
per-Fragment Eingaben des Fragment-Shaders) 3 . Durch die zusätzliche Abfrage ob
˛r ·˛r = ||˛r|| 2 ∫ 0 ist, wird sichergestellt, dass die Richtung zur Lichtquelle nicht auf
den Nullvektor gesetzt wurde. Ist dies jedoch der Fall, dann wird stattdessen der
Absolutbetrag der z-Komponente des Normalenvektors als Intensität verwendet. Dies
entspricht einer Lichtquelle hinter der Kamera.
Der zugehörige Fragment-Shader muss die varying Variable Color nur noch für den
jeweiligen Pixel, beziehungsweise das jeweilige Fragment, setzen. Dabei wird implizit
bilinear interpoliert, damit die per-Vertex berechneten Farben gleichmäßig ineinander
übergehen.
1 #version 120
2 varying vec4 Color ;
3 void main( void) {
4 gl_FragColor=Color ;
5 }
Listing 3.10: Ein GLSL 1.2 Fragment-Shader
3 Ab GLSL 1.3 wurden attribute und varying durch die besser verständlichen in und out ersetzt.
Aus Gründen der Kompatibilität wurde allerdings die GLSL Version 1.2 verwendet, denn diese
ist begleitend zu OpenGL 2.1 spezifiziert worden.
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