SceneKit：使用着色器重新着色漫反射纹理

问题描述

我想编写一些着色器(表面/碎片/...)将我的漫反射纹理重新上色为某种新颜色。目前我有这个版本的着色器(我正在尝试实时重新着色纹理)：

//sm_surf

uniform vec4 colorTarget; (used in full version)
uniform vec4 colorTint; (used in full version)

vec4 colorTexture = texture2D(u_diffuseTexture, _surface.diffuseTexcoord);
//vec4 colorTexture = _sample.diffuse;//the same result

vec4 tinted = colorTexture;
tinted.r = max(0.0, colorTexture.r - 0.2);
_surface.diffuse = tinted;

这是OpenCV中的代码(我只是事先对纹理重新着色，并将其用作新的漫反射纹理)：

image = cv::imread([path UTF8String], cv::IMREAD_UNCHANGED);
for (int i = 0; i < image.rows; i++) {
    for (int j = 0; j < image.cols; j++) {
        cv::Vec4b pixel = image.at<cv::Vec4b>(i,j);
        pixel[2] = fmin(255, fmax(0, pixel[2] - 50));
        image.at<cv::Vec4b>(i,j) = pixel;
    }
}

cv::imwrite([newPath UTF8String], image);

对于此测试，我只想减少颜色的R分量。结果：

OpenCV(正确)

场景工具包(错误)

漫反射纹理包含Alpha通道。

(按映像解决)此外，似乎重新着色后着色器的Alpha通道已损坏。使用此着色器：

tinted.r = 1;
tinted.g = 0;
tinted.b = 0;

我的结果是：

而不是：

原始纹理：

如何才能像在OpenCV中一样对漫反射纹理重新着色？

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更新：这是针对SceneKit着色器和OpenCV的结果(我已从图像中删除所有透明像素)：

OpenCV：

场景套件：

着色器：

vec4 colorTexture = _surface.diffuse;
vec3 tinted = colorTexture.a > 0.0 ? colorTexture.rgb / colorTexture.a : colorTexture.rgb;
if (colorTexture.a == 1) {
    tinted.r = max(0.0, colorTexture.r - 0.2);
} else {
    colorTexture.a = 0;
}
_surface.diffuse = vec4(tinted, 1.0) * colorTexture.a;

和OpenCV代码：

pixel[2] = fmax(0, pixel[2] - 50);//2 because it's bgr in OpenCV
if (pixel[3] != 255) {
    pixel[3] = 0;
}

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一些更奇怪的事情：我已将OpenCV代码更改为此代码以生成新纹理

pixel[0] = 255 - (j % 4) * 30;//b
pixel[1] = 0;//g
pixel[2] = 0;//r
pixel[3] = 255;

如果我这样更改此纹理：

if (pixel[0] == 255) {
    pixel[0] = 255;pixel[1] = 255;pixel[2] = 255;
} else {
    pixel[0] = 0;pixel[1] = 0;pixel[2] = 0;
}

我收到的SMTH是这样的：

此SceneKit着色器应该是相同的：

vec4 colorTexture = _surface.diffuse;
vec3 tinted = colorTexture.rgb; // colorTexture.a == 1
if (tinted.b > 0.99) {
    tinted = vec3(0,0,0);
} else {
    tinted = vec3(1,1,1);
}
_surface.diffuse = vec4(tinted, 1.0) * colorTexture.a;

但我收到的是：

有一些白色条纹，但太细了。

我可以通过将条件更改为着色来增加它们。b>0.85，但这已经是一个错误了，因为颜色in_Surface。漫反射与纹理中的颜色不同。似乎是SceneKit对纹理或SMITH进行了插补。

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更新2：

我已将source code(1.5Mb)添加到此问题中。有3个球体：

1)具有原始纹理

左2)纹理由着色器重新着色(Newr=r-0.2)(浮动)

3右)，纹理由OpenCV重新着色(Newr=r-51)(Uint8)

它们是不同的！场景不包含任何灯光/环境/...只有3个球。

推荐答案

SceneKit使用预乘的Alpha。以下操作应该有效：

vec3 tinted = colorTexture.a > 0.f ? colorTexture.rgb / colorTexture.a : colorTexture.rgb;
tinted.r = max(0.0, tinted.r - 0.2);
_surface.diffuse = vec4(tinted, 1.f) * colorTexture.a;

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编辑

此代码在您所附的示例中工作得很好，但需要进行一些更改才能使两种技术100%匹配。如this other SO thread中所述，SceneKit着色器在线性颜色空间中运行。

这意味着您的CPU代码中的51不会映射到您的GPU代码中的0.2。若要获得相同的结果，您需要将采样颜色(线性)转换为着色颜色(非线性)，应用色调操作，然后转换回线性。

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对于带有条纹的示例，这是预期的行为。Mipmapping将导致灰度值。如果您移动到离对象足够近的位置，以便将1个纹理像素投影到屏幕上的~1个像素上，那么您将只能再次获得黑白值。

这篇关于SceneKit：使用着色器重新着色漫反射纹理的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持！