使用几何着色器实现剪切平面？

Question

我在用什么： Qt 5.11.1、MinGW 5.3、Windows 10、C++11、GPU：NVidia 820M（支持 OpenGL 4.5）

我的任务：我有非实体（只是表面）对象，由 glDrawArrays 渲染，我需要通过平面获取该对象的横截面。我发现了古老的 openGL 函数 glClipPlane，但它与 VAO 和 VBO 不兼容。我还发现可以通过几何着色器重写 glClipPlane。

我的疑问/问题：

1. 您知道实现此任务的其他方法吗？

2. 我真的不明白，如何在QtCreator中添加几何着色器，没有几何着色器的“图标”，我尝试添加顶点着色器并将其重命名为.gsh或只是.glsl，尝试使用@ 987654323@ 并在程序中编写着色器代码，但每次我在添加几何着色器的字符串上得到“QOpenGLShader：无法创建着色器”时。

在程序中添加着色器的样子

顶点着色器：

layout (triangles) in;
layout (triangles) out;
layout (max_vertices = 3) out;

void main()
{
    int i;

    for (i = 0; i < gl_in.length(); i++)
    {
        gl_Position = gl_in[i].gl_Position;
        EmitVertex();
    }
    EndPrimitive();
}

几何着色器：

layout (triangles) in;
layout (triangles) out;
layout (max_vertices = 3) out;

void main()
{
    int i;

    for (i = 0; i < gl_in.length(); i++)
    {
        gl_Position = gl_in[i].gl_Position;
        EmitVertex();
    }
    EndPrimitive();
}

片段着色器：

precision mediump float;

uniform highp float u_lightPower;
uniform sampler2D u_texture;
uniform highp mat4 u_viewMatrix;
varying highp vec4 v_position;
varying highp vec2 v_texCoord;
varying highp vec3 v_normal;

void main(void)
{
    vec4 resultColor = vec4(0.25, 0.25, 0.25, 0.0);
    vec4 diffMatColor = texture2D(u_texture, v_texCoord);
    vec3 eyePosition = vec3(u_viewMatrix);
    vec3 eyeVect = normalize(v_position.xyz - eyePosition);
    float dist = length(v_position.xyz - eyePosition);
    vec3 reflectLight = normalize(reflect(eyeVect, v_normal));
    float specularFactor = 1.0;
    float ambientFactor = 0.05;

    vec4 diffColor = diffMatColor * u_lightPower * dot(v_normal, -eyeVect);//     * (1.0 + 0.25 * dist * dist);

    resultColor += diffColor;

    gl_FragColor = resultColor;

}    

Answer 1

我们先理清几个误区：

找到了古老的openGL函数glClipPlane，但它不兼容VAOs和VBOs。

这是不正确的。用户通过glClipPlane 定义的剪切平面在现代 GL 中确实被弃用，并从核心配置文件中删除。但是，如果您使用它们仍然存在的上下文，则可以将它们与 VAO 和 VBO 毫无问题地结合使用。

我还发现可以通过几何着色器重写glClipPlane。

自定义裁剪平面不需要几何着色器。

用户定义剪切平面的现代方法是为每个顶点计算gl_ClipDistance。虽然您可以在几何着色器中修改此值，但您也可以直接在顶点着色器中生成它。如果您不需要几何着色器，则绝对没有理由仅为裁剪平面添加它。

我真的不明白，如何在 QtCreator 中添加几何着色器，没有几何着色器的“图标”，我尝试添加顶点着色器并将其重命名为 .gsh 或只是 .glsl，尝试使用 OpenGLShaderProgram::addShaderFromSourceCode(QOpenGLShader::Geometry, QString &source) 和在程序中编写着色器代码，但每次我在添加几何着色器的字符串上得到“QOpenGLShader：无法创建着色器”时。

您首先需要找出您实际使用的 OpenGL 版本。使用 Qt，您可以轻松地获得 OpenGLES 2.0 上下文（取决于您创建上下文的方式，以及 Qt 的编译方式）。您的着色器代码是桌面 GL 2.x (GLSL 1.10/1.20) 或 GLES 2.0 (GLSL 1.00ES)，但在现代 OpenGL 核心配置文件中无效。

GLES2 根本不支持几何着色器。它也不支持gl_ClipDistance，所以如果你_真的）必须使用GLES2，你可以尝试emulate the clipping in the fragment shader。但更好的选择是切换到现代核心配置文件 GL 上下文。

Answer 2

虽然 glClipPlane 在现代 OpenGL 中已被弃用，但剪裁平面的概念却不是。

在开始绘制要剪裁的几何图形之前，在您的 CPU 代码中，您必须启用其中一个剪裁平面。

glEnable(GL_CLIP_DISTANCE0);

一旦你完成绘图，你会以类似的方式禁用它。

glDisable(GL_CLIP_DISTANCE0);

保证您能够启用至少 8 个剪切平面。

在您的顶点或几何着色器中，您必须告诉 OpenGL 您的顶点与平面的有符号距离，以便它知道要裁剪什么。需要明确的是，您不需要 几何着色器来进行裁剪，但如果您愿意，可以在那里完成。着色器代码如下所示：

// vertex in world space
vec4 vert_pos_world = world_matrix * vec4(vert_pos_model, 1.0);

// a horizontal plane at a specified height with normal pointing up
// could be a uniform or hardcoded
vec4 plane = vec4(0, 1, 0, clip_height_world);

// 0 index since that's the clipping plane we enabled
gl_ClipDistance[0] = dot(vert_pos_world, plane);