Как работать с молнией (окружающая, рассеянная, зеркальная) для точечных сфер в openGL

Я хочу визуализировать данные симуляции в openGL.
Мои данные состоят из положений частиц (x, y, z), где каждая частица имеет некоторые свойства (такие как плотность, температура, …), которые будут использоваться для окрашивания. Эти (SPH) частицы (от 100 тыс. До нескольких миллионов), сгруппированные вместе, на самом деле представляют планеты, если вам интересно. Я хочу сделать эти частицы маленькими трехмерными сферами и добавить рассеянное и зеркальное освещение.

1. В МОЕМ случае: в какой системе координат я делаю молниеносные вычисления? Каким способом лучше всего пропускать различные компоненты по конвейеру?

Я видел, что это обычно делается в пространстве зрения, которое также очень интуитивно понятно. Однако: нормали в разных положениях фрагмента вычисляются в фрагментном шейдере в координатах пространства клипа (см. Прилагаемый фрагментный шейдер). Могу ли я на самом деле преобразовать их «назад» в пространство просмотра, чтобы сделать молниеносные вычисления в пространстве обзора для всех фрагментов? Будет ли какое-то преимущество по сравнению с этим в пространстве клипа?

2. Было бы проще получить нормали в пространстве обзора, если бы я использовал сетки для каждой сферы, но я думаю, что с несколькими миллионами частиц это резко снизит производительность, поэтому лучше сделать это с пересечением сферы, согласитесь?

PS: мне не нужна модель матрицы, так как все частицы уже на месте.

//VERTEX SHADER

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 position;
layout (location = 2) in float density;

uniform float radius;
uniform vec3 lightPos;
uniform vec3 viewPos;

out vec4 lightDir;
out vec4 viewDir;
out vec4 viewPosition;
out vec4 posClip;
out float vertexColor;// transformation matrices
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main()
{
lightDir        = projection * view * vec4(lightPos - position, 1.0f);
viewDir         = projection * view * vec4(viewPos - position, 1.0f);
viewPosition    = projection * view * vec4(lightPos, 1.0f);
posClip         = projection * view * vec4(position, 1.0f);

gl_Position = posClip;
gl_PointSize = radius;

vertexColor = density;

}

3. Я знаю, что проективное деление происходит для переменной gl_Position, действительно ли это происходит со ВСЕМИ vec4, которые передаются из вершины в фрагментный шейдер? Если нет, может быть, вычисления в фрагментном шейдере будут неверными?

И фрагмент шейдера, где нормальные и диффузные / зеркальные молнии вычисляются в пространстве клипа:

//FRAGMENT SHADER

#version 330 core

in float vertexColor;
in vec4 lightDir;
in vec4 viewDir;
in vec4 posClip;
in vec4 viewPosition;

uniform vec3 lightColor;

vec4 colormap(float x); // returns vec4(r, g, b, a)

out vec4 vFragColor;void main(void)
{
// AMBIENT LIGHT
float ambientStrength = 0.0;
vec3 ambient = ambientStrength * lightColor;

// Normal calculation done in clip space (first from texture (gl_PointCoord 0 to 1) coord to NDC( -1 to 1))
vec3 normal;
normal.xy = gl_PointCoord * 2.0 - vec2(1.0);    // transform from 0->1 point primitive coords to NDC -1->1
float mag = dot(normal.xy, normal.xy);          // sqrt(x=1) = sqrt(x)
if (mag > 1.0)                                  // discard fragments outside sphere
discard;
normal.z = sqrt(1.0 - mag);                     // because x^2 + y^2 + z^2 = 1

// DIFFUSE LIGHT
float diff = max(0.0, dot(vec3(lightDir), normal));
vec3 diffuse = diff * lightColor;

// SPECULAR LIGHT
float specularStrength = 0.1;
vec3 viewDir = normalize(vec3(viewPosition) - vec3(posClip));
vec3 reflectDir = reflect(-vec3(lightDir), normal);
float shininess = 64;
float spec = pow(max(dot(vec3(viewDir), vec3(reflectDir)), 0.0), shininess);
vec3 specular = specularStrength * spec * lightColor;

vFragColor = colormap(vertexColor / 8) * vec4(ambient + diffuse + specular, 1);

}

4. Теперь это на самом деле «вид» работает, но у меня есть ощущение, что освещаются также стороны сферы, которые НЕ обращены к источнику света, чего не должно быть. Как я могу это исправить?

Какой-то странный эффект: в этот момент источник света фактически находится за левой планетой (он немного выступает вверху слева вверху), но все же происходят рассеянные и зеркальные эффекты. Эта сторона должна быть довольно темной! знак равно

Также в этот момент я получаю ошибку glError: 1282 во фрагментном шейдере и не знаю, откуда она взялась, так как программа шейдера фактически компилируется и запускается, какие-либо предложения? 🙂