立方体的法线似乎指向内部答案

【问题标题】：Normals to a cube seem to be pointing inwards立方体的法线似乎指向内部
【发布时间】：2017-04-21 14:32:33
【问题描述】：

我写了以下函数来绘制一个立方体：

void drawCube() {

   Point vertices[8] = { Point(-1.0, -1.0, -1.0), Point(-1.0, -1.0, 1.0), Point(1.0, -1.0, 1.0), Point(1.0, -1.0, -1.0),
                         Point(-1.0, 1.0, -1.0), Point(-1.0, 1.0, 1.0), Point(1.0, 1.0, 1.0), Point(1.0, 1.0, -1.0) };

   int faces[6][4] = {{0, 1, 2, 3}, {0, 3, 7, 4}, {0, 1, 5, 4}, {1, 2, 6, 5}, {3, 2, 6, 7}, {4, 5, 6, 7}};

   glBegin(GL_QUADS);

   for (unsigned int face = 0; face < 6; face++) {

     Vector v = vertices[faces[face][1]] - vertices[faces[face][0]];
     Vector w = vertices[faces[face][2]] - vertices[faces[face][0]];

     Vector normal = v.cross(w).normalised();

     glNormal3f(normal.dx, normal.dy, normal.dz);

     for (unsigned int vertex = 0; vertex < 4; vertex++) {

       switch (vertex) {
         case 0: glTexCoord2f(0, 0); break;
         case 1: glTexCoord2f(1, 0); break;
         case 2: glTexCoord2f(1, 1); break;
         case 3: glTexCoord2f(0, 1); break;
       }

       glVertex3f(vertices[faces[face][vertex]].x, vertices[faces[face][vertex]].y, vertices[faces[face][vertex]].z);
     }
   }

   glEnd();
}

当光照在立方体上渲染时，看起来当我旋转立方体时，正确的阴影过渡只发生在大约一半的面上。其余的只是保持非常暗的阴影，好像我已经删除了正常的计算。

然后我决定删除几个面孔以查看立方体内部。在外面没有正确反射光线的面，在里面正确地反射光线。如何确保每个面的法线都指向该面，而不是指向立方体的中心？

【问题讨论】：

如果您知道立方体的中心，您可以轻松检查法线是否远离它
我可以检查从中心到法线向量 (x, y, z) 的距离是否大于从中心到计算法线的点的距离吗？如果没有，则设置normal = -normal?
对不起，我的评论部分错误和误导，我会在第二次写一个答案

标签： c++ opengl normals

【解决方案1】：

要反转法线的方向，请交换用于叉积的顺序：

Vector normal = w.cross(v).normalised();

【讨论】：

但是，只有一些法线指向内侧，我如何检查法线是否指向内侧？如果是，那我可以按照你上面说的做
@KOB 您需要更改某些面的顶点顺序，以便所有面的顶点在您查看时都以相同的顺序（顺时针或逆时针）他们。您的系统需要具有一致的惯用手（右手或左手）。
我的脸呈现方式的惯用手是整个问题的根源 - 纠正这个问题解决了所有问题。
阅读您的答案，误解了它，写了我的，意识到您的解决方案是您的解决方案，而我的解决方案是 ...*facepalm*

【解决方案2】：

也许有一种更有效的方法，但恕我直言，很容易理解的方法如下......

计算从边中心到立方体中心的向量。叫它

m = center cube - center side

然后用你的法线计算那个向量的标量积：

x = < m , n >

如果两个向量相对于边指向相同的方向（它们之间的角度小于 90 度），则标量积为正。如果它们指向相反的方向（角度大于 90 度），则为负值。然后通过

纠正你的正常

if ( x > 0 ) n = -n;

确保它始终指向外部。

【讨论】：