フォンのシェーディングの実装が正しいのかどうか知りたい。

Question

提示コードですがこれはフォンのシェーディングとして正しいのでしょうか？方向を触ると光沢は出ないのですが光の当たり方で明暗が分かれるのですがこれは実装としてフォンのシェーディングは実装出来ているのでしょうか？　

※提示画像のようにフォンのシェーディングの光沢が出ません。

提示画像の左上の数値は光の方向です。

// ##################################### コンストラクタ ##################################### 
Game::Game(std::shared_ptr<FrameWork::Window> w) : Scene(w, Sequence::Game)
{
	sprite = std::make_shared<FrameWork::Sprite>(w, "Shader/2D/BasicPhong_2D.vert", "Shader/2D/BasicPhong_2D.frag");
	sprite->setTexture(FrameWork::LoadTexture("Assets/debug_texture.png"));
	text = std::make_unique<FrameWork::Text>(w);


	cameraPos = glm::vec3(0,0,10);
	ambientLight = glm::vec3(0.2, 0.2, 0.2);
	direction = glm::vec3(0.0, 0.0, -1.0);
	//direction = glm::vec3(-1.0,1.0,-1.0);
	specPower = 1;

}

/*#########################################################################
# フォング　フラグメントシェーダー
###########################################################################*/
#version 330

#extension GL_ARB_explicit_attrib_location: enable 



// ###################### 変数 ###################### 

//ライト
struct DirectionalLight
{	
	vec3 mDirection;	//	平行光源
	vec3 mDiffuseColor;	//	拡散反射色
	vec3 mSpecColor;	//	鏡面反射色
};

// ###################### 入力 ###################### 
layout(location = 3) in vec2 vUV;		//UV座標	
layout(location = 4) in vec3 vNorm;		//法線
layout(location = 5) in vec3 vPosition; //座標

// ###################### Unifrom ###################### 
uniform sampler2D uImage;	//イメージ

uniform vec3 uCameraPos;	//カメラ
uniform float uSpecPower;	//鏡面反射強さ
uniform vec3 uAmbientLight;	//環境光

uniform DirectionalLight uDirLight;	//平行光源



// ###################### 出力 ###################### 
out vec4 fragment;





void main()
{
	vec3 N = normalize(vNorm);
	vec3 L = normalize(-uDirLight.mDirection);
	vec3 V = normalize(uCameraPos - vPosition);
	vec3 R = normalize(reflect(-L, N));
	
	vec3 Phong = uAmbientLight;
	float NdotL = dot(N,L);
	if(NdotL > 0)
	{		
		vec3 Diffuse = uDirLight.mDiffuseColor * NdotL;
		vec3 Specular = uDirLight.mSpecColor * pow(max(0.0, dot(R, V)), uSpecPower);
		Phong += Diffuse + Specular;
	}


	
	fragment = texture(uImage,vUV) * vec4(Phong, 1.0f);
}

/*#########################################################################
# フォング　頂点シェーダー
###########################################################################*/
#version 330
#extension GL_ARB_explicit_attrib_location: enable 




// ###################### 頂点属性 ###################### 
layout(location = 0) in vec3 vertexPosition;	//座標
layout(location = 1) in vec2 vertexUV;			//UV座標
layout(location = 2) in vec3 vertexNorm;		//法線

// ###################### 出力 ###################### 
layout(location = 3) out vec2 vUV;			//UV
layout(location = 4) out vec3 vNorm;		//法線
layout(location = 5) out vec3 vPosition;	//座標

// ###################### Unifrom ###################### 
uniform mat4 uScale;		//スケール
uniform mat4 uRotate;		//回転
uniform mat4 uTranslate;	//平行移動

uniform mat4 uViewProjection;	//ビュープロジェクション行列




void main()
{
	vec4 vertex = vec4(vertexPosition,1.0);			//同次元座標
	mat4 model = uTranslate * uRotate * uScale;			//モデル行列
	gl_Position =  (uViewProjection * model) * vertex;	//頂点座標　クリップ空間
	

	vNorm = (model * vec4(vertexNorm,0.0)).xyz;	//法線
	
	vPosition = vertex.xyz;
	vUV = vertexUV;		//UV座標
}

Comments

[退会済みユーザー]

気になっていたのですがあなたの「正しい」・「正解」とは何でしょうか。

やり方自体が1つしかないわけじゃないだろうし、意図した通りに動くのであれば、
他により良いやり方やがあっても、それ自体は「正解」ではないでしょうか。

それとも「意図した通りの動き」がわからないから「正解」がわからないということでしょうか。

[退会済みユーザー]

> これは実装としてフォンのシェーディングは実装出来ているのでしょうか？

「フォンのシェーディング」がどう動くのかわからないから、
実装できているか判断できない、ということでしょうか。

[fana]

その平面（に見える）モデルの各頂点の法線がどのように与えられているのか知りませんが，「法線の補間」に意味があるものを与えているんでしょうか？

【仮に，全頂点の法線が同じ向きなのだとしたら】平面上での色の変化をもたらす要素は specular くらいしかなくなると思うので，Phong の結果を見るには向かないんじゃないかと思うけど．

Answer 1

なにはともあれ，
シェーディングの結果を確認したいときにわざわざ余計なテクスチャを混ぜ込まないだろ常考…
とか思うわけだが……

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とりあえず，バーテックスシェーダの

vNorm = (model * vec4(vertexNorm,0.0)).xyz; //法線

の字面から，個人的には「まぁ，ダメだろうな」と想像しますが，あなたのプログラム全体で見ればそれが妥当なのだ！という可能性もないわけではない（modelとかvertexNormの値とかも外野にはわからないしね）でしょうから，正当性はきちんとご自身でチェックすべきです．

---

というわけで，ここでは正当性のチェック方法について述べますが，

「正しいか否か」をチェックしたいならば，理論値と出力結果とを比較すればいいです．

レンダリング結果のスクショが取れているようですから，各画素の最終結果の色は（手作業ででも）調べることができるわけですよね．

他方，実装した（ハズの）理屈（数式）も存在しているのですから，
「結果の色に影響を与えるハズのパラメータ群の値を{a,b,c,d,...}にしたらならば，ある箇所の色はこうなるハズ」という理論値は紙上で計算できるハズです．

なので，両者を比較してみればよい．
様々なパターンで比較を行い，そのすべてが満足のいく比較結果であれば（少なくともその範囲で使う限りは）「正しい」と見なすことができるでしょう．

同様に，
「あるパラメータ値を変化させていったら，この箇所の色はこのような変動になる」という話があるなら，「パラメータ値 vs 色」のデータを取って確認しましょう．
グラフでもプロットしてみてれば，その見た目からざっくりと判断できるかもしれません．

とにかく，動作結果だけを見ても「まともか否か」の判断が付かないならば，そういう確認作業を実際に行ってください．

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確認する場合，{ ambient, diffuse, specular }の複合した結果を見るのは面倒でしょうから，個別にチェックすることを勧めます．
（こいつらは最終的に単純に加算されているだけなので，個々の振る舞いを独立して見れる）

例えば，

• フラグメントシェーダの出力を（ambient と specular は無視して） diffuse 要素だけにして見る

とかすれば，少なくとも diffuse の計算と，それが用いている各要素（法線とかね）がまともになっているのか否か？　を見ることができるでしょう．