WebGL中的LightMap与AoMap:第二层UV揭秘

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2023-11-06 15:43:24

利用第二层UV纹理坐标提升WebGL渲染真实感

在WebGL中，纹理映射是一项提升图形逼真度的关键技术。其中，LightMap和AoMap是两项广为人知的纹理映射技术，它们可以显著增强模型的真实感和逼真度。

但鲜为人知的是，LightMap和AoMap与第二层UV纹理坐标有着密切的联系。本文将深入探讨这一关系，帮助你充分利用第二层UV来优化WebGL渲染效果。

理解LightMap和AoMap

LightMap

LightMap是一张记录场景灯光信息的纹理。它将灯光对物体的影响烘焙到纹理中，从而提升图像的真实感。通过使用LightMap，我们可以节省动态灯光计算的成本，同时还能得到更真实的光照效果。

AoMap

AoMap（环境光遮蔽贴图）是一种特殊纹理，它模拟物体表面与周围环境的交互，增加模型的深度和细节。通过使用AoMap，我们可以增强物体表面的阴影和遮挡效果，让模型看起来更加立体。

引入第二层UV纹理坐标

传统上，WebGL中的模型通常只有一组UV纹理坐标，用于定位常规纹理。但是，对于LightMap和AoMap，我们需要额外的UV纹理坐标，即第二层UV。

第二层UV用于定位LightMap和AoMap纹理。与常规UV不同，第二层UV通常被烘焙到模型中，并在顶点着色器中传递给片元着色器。

在顶点着色器中使用第二层UV

在顶点着色器中，我们需要传递第二层UV坐标到片元着色器。这可以通过使用gl_TexCoord[1]或类似的顶点属性来实现。

in vec2 uv1; //常规UV坐标
in vec2 uv2; //第二层UV坐标
out vec2 v_uv1;
out vec2 v_uv2;

void main() {
    gl_Position = ...;
    v_uv1 = uv1;
    v_uv2 = uv2;
}

在片元着色器中使用第二层UV

在片元着色器中，我们可以使用第二层UV坐标来访问LightMap和AoMap纹理。

uniform sampler2D lightMap;
uniform sampler2D aoMap;

in vec2 v_uv1;
in vec2 v_uv2;

void main() {
    vec4 lightColor = texture(lightMap, v_uv2);
    vec4 aoFactor = texture(aoMap, v_uv2);
    gl_FragColor = ...;
}

优点和应用

使用第二层UV结合LightMap和AoMap具有以下优点：

提高图像真实感： LightMap和AoMap可以显著增强模型的真实感，使其看起来更接近现实世界。
优化性能： 通过烘焙灯光信息和环境遮蔽效果，可以减少渲染时所需的动态计算，从而优化性能。
扩展纹理映射选项： 第二层UV允许我们使用更复杂的纹理映射技术，例如Parallax Mapping和Displacement Mapping。

常见问题解答

为什么需要第二层UV？

因为LightMap和AoMap纹理需要额外的UV纹理坐标来定位。常规UV坐标用于定位常规纹理，而第二层UV用于定位LightMap和AoMap纹理。
如何获取第二层UV？

第二层UV通常由建模软件烘焙到模型中。你可以在建模软件中找到烘焙第二层UV的选项。
第二层UV会影响性能吗？

第二层UV会增加顶点着色器的顶点属性数量，从而略微影响性能。但是，这种影响通常可以忽略不计，尤其是在使用LightMap和AoMap的优势的情况下。
是否可以在WebGL 2.0中使用第二层UV？

是的，WebGL 2.0支持第二层UV。在WebGL 2.0中，第二层UV可以使用gl_TexCoord[1]或gl_MultiTexCoord0属性访问。
可以使用第二层UV做其他事情吗？

是的，除了用于LightMap和AoMap之外，第二层UV还可以用于其他纹理映射技术，例如Parallax Mapping和Displacement Mapping。