创建立方体贴图

注意：立方体贴图的大小决定被转化的辐照度贴图的精度。

irradianceCubeMap = new CubeMap(32);

调用

CubeMap::CubeMap(int CubeSize) : CubeSize(CubeSize)
{initializeOpenGLFunctions();//CubeMap 创建空间图glGenTextures(1, &envCubemap);glBindTexture(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, envCubemap);for (unsigned int i = 0; i < 6; ++i){// note that we store each face with 16 bit floating point valuesglTexImage2D(GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + i, 0, GL_RGB16F,CubeSize, CubeSize, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, nullptr);}glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_WRAP_R, GL_CLAMP_TO_EDGE);glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);glTexParameteri(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
}

从已有的场景立方体贴图获取辐照度立方体贴图。

irradianceCubeMap->getIrrandianceCubMapFromCube(envCubemap);

调用

void CubeMap::getIrrandianceCubMapFromCube(unsigned int SourceMap)
{//MatrixQMatrix4x4 captureProjection;QMatrix4x4 lookatMatrix[6];captureProjection.perspective(90.0f, 1.0f, 0.1f, 10.0f);lookatMatrix[0].lookAt(QVector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f), QVector3D( 1.0f,  0.0f,  0.0f), QVector3D(0.0f, -1.0f,  0.0f));lookatMatrix[1].lookAt(QVector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f), QVector3D(-1.0f,  0.0f,  0.0f), QVector3D(0.0f, -1.0f,  0.0f));lookatMatrix[2].lookAt(QVector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f), QVector3D( 0.0f,  1.0f,  0.0f), QVector3D(0.0f,  0.0f,  1.0f));lookatMatrix[3].lookAt(QVector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f), QVector3D( 0.0f, -1.0f,  0.0f), QVector3D(0.0f,  0.0f, -1.0f));lookatMatrix[4].lookAt(QVector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f), QVector3D( 0.0f,  0.0f,  1.0f), QVector3D(0.0f, -1.0f,  0.0f));lookatMatrix[5].lookAt(QVector3D(0.0f, 0.0f, 0.0f), QVector3D( 0.0f,  0.0f, -1.0f), QVector3D(0.0f, -1.0f,  0.0f));//Bufferunsigned int captureFBO, captureRBO;glGenFramebuffers(1, &captureFBO);glGenRenderbuffers(1, &captureRBO);glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, captureFBO);glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, captureRBO);glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER, GL_DEPTH_COMPONENT24, CubeSize, CubeSize);glFramebufferRenderbuffer(GL_FRAMEBUFFER, GL_DEPTH_ATTACHMENT, GL_RENDERBUFFER, captureRBO);//渲染到envCubemap。使用irradianceShaderQOpenGLShaderProgram irradianceShader;irradianceShader.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex,":/rectTocube.vert");irradianceShader.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment,":/irradiance_convolution.frag");irradianceShader.link();irradianceShader.bind();irradianceShader.setUniformValue("projection",captureProjection);glActiveTexture(GL_TEXTURE0);glBindTexture(GL_TEXTURE_CUBE_MAP, SourceMap);glViewport(0,0,CubeSize,CubeSize);glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER,captureFBO);for(unsigned int i = 0; i < 6; ++i){irradianceShader.setUniformValue("view",lookatMatrix[i]);glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0,\GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X + i, \envCubemap,0);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT |  GL_DEPTH_BUFFER_BIT);renderCube();}glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
}

新建帧缓存，渲染缓存，设置渲染缓存大小（深度、模板大小），绑定到帧缓存。

设置Shader参数
for（i ：6）{
\quad 绑定立方体贴图六个面中的某一个面到帧缓存。
\quad glClear（）
\quad 渲染到绑定的立方体贴图的该面。
}

Shader

.vert

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;out vec3 WorldPos;uniform mat4 projection;
uniform mat4 view;void main()
{WorldPos = aPos;gl_Position =  projection * view * vec4(WorldPos, 1.0);
}

.frag

#version 450 core
out vec4 FragColor;
in vec3 WorldPos;layout(binding = 0)uniform samplerCube environmentMap;const float PI = 3.14159265359;void main()
{// The world vector acts as the normal of a tangent surface// from the origin, aligned to WorldPos. Given this normal, calculate all// incoming radiance of the environment. The result of this radiance// is the radiance of light coming from -Normal direction, which is what// we use in the PBR shader to sample irradiance.vec3 N = normalize(WorldPos);vec3 irradiance = vec3(0.0);// tangent space calculation from origin pointvec3 up    = vec3(0.0, 1.0, 0.0);vec3 right = normalize(cross(up, N));up         = normalize(cross(N, right));//采样点采集float sampleDelta = 0.025;float nrSamples = 0.0;for(float phi = 0.0; phi < 2.0 * PI; phi += sampleDelta)//cos角度{for(float theta = 0.0; theta < 0.5 * PI; theta += sampleDelta)//sin角度{// 球面到笛卡尔坐标(切线空间)vec3 tangentSample = vec3(sin(theta) * cos(phi),  sin(theta) * sin(phi), cos(theta));// 切线空间到世界空间vec3 sampleVec = tangentSample.x * right + tangentSample.y * up + tangentSample.z * N;//乘以系数 cos(θ) ，因为较大角度的光较弱，而系数 sin(θ) 则用于权衡较高半球区域的较小采样区域的贡献度。irradiance += texture(environmentMap, sampleVec).rgb * cos(theta) * sin(theta);nrSamples++;}}irradiance = PI * irradiance * (1.0 / float(nrSamples));FragColor = vec4(irradiance, 1.0);
}

结语

可以看出，对于辐照度贴图的每一个纹理点，都需要大量的采样点计算。如果采样点过大，或渲染纹理点较多，则会导致程序运行结果变慢的结果。
一般情况下，为了程序运行速度提高，采用直接载入辐照度贴图的方法来加快程序运行。

结果展示

32x32辐照图帖图

边角位置

2x2 辐照图帖图（在显示天空图时，由于天空图的精度小于屏幕精度，故投影到屏幕会做线性插值）

线性插值只会发生在但个纹理贴图中，纹理贴图之间不会执行线性插值。

1x1

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Shader

结语

结果展示

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