learnOpenGL 5.4 视差贴图

高度贴图

视差贴图要用到一副利用R通道储存片元高度的高度贴图，模拟在看到凹凸面的视差。

如图所示，如果这是一个3D的模型，我们沿黄线方向看到的应当是B点，如果是平面则会看到A点。按着这个逻辑，我们只要在贴图的A点显示B的内容，就可以假乱真，用平面贴图达到3D的效果。

所以，我们要做的工作，就是计算出B点，用它替换A点。

顺便一提，视差贴图一般与法线贴图一同使用，相辅相成。

视差计算

深度比高度更容易模拟，所以我们通常使用深度贴图取反来代替高度图。

寻找B点的过程如图所示，从T0点出发，将深度分成N份逐层向下遍历，直到找到一点的深度小于等于该层（如图上的T3），则要找的点就在T2,T3之间，在利用相似三角形近似计算出该点的坐标。

以下是利用这个原理写的函数：

vec2 paracoor(vec2 texcoor,vec3 viewdir)
{vec2 p=viewdir.xy/viewdir.z*material.heightscale;//视线向量float layers=mix(20.0,10.0,abs(dot(vec3(0,0,1.0),viewdir)));//层数vec2 deltacoor=p/layers;float depth=0.0;vec2 currentcoor=texcoor;float currentdepth=1.0-texture(material.parawall,currentcoor).r;float predepth;while(depth<currentdepth){depth+=1.0/layers;currentcoor-=deltacoor;predepth=currentdepth;currentdepth=1.0-texture(material.parawall,currentcoor).r;}float ratio=(depth-currentdepth)/(depth-currentdepth+predepth-(depth-1.0/layers));return (currentcoor+ratio*deltacoor);
}

p是视线的向量，viewdir.xy / viewdir.z 是为了使z分量=1，实际上是viewdir.xyz / viewdir.z，但是P是二维向量，所以只取xy。heightscale是一个系数，用来调整视差的强烈程度。

为了提高算法效率，当视线方向比较正的时候取样层数可以少一些，比较斜的时候应该多一些，所以用了一个mix函数来改变层数。

其他部分与法线贴图基本相同。

局限

一个3D模型的表面积显然是要大于一个平面的，所以3D上的信息一定大于平面。视差贴图实际上是反复使用临近的信息来补足丢失的信息，所以只有当模拟的3D物体颜色信息本身就重复性比较大时才显得比较真实。所以一般还是用来模拟墙壁等细节要求较低的地方。