Фонг-освітлення - з дзеркальним освітленням відбувається щось дуже дивне

Я реалізував освітлення Phong. Все, здається, працює - торус і сфери запалюються так, як очікувалося, і т. Д. Але я помічаю щось дивне щодо дзеркального освітлення спрямованого світла.

Ось два скріншоти.

Спочатку:

Друге:

Як ви можете бачити більше області має дзеркальне освітлення, коли камера далеко від об'єкта.

Ось спрощена вершина шейдера:

#version 330 core

layout(location = 0) in vec3 vertexPos;
layout(location = 1) in vec3 vertexNorm;
layout(location = 2) in vec2 vertexUV;

uniform mat4 MVP;
uniform mat4 M;

out vec2 fragmentUV;
out vec3 fragmentNormal;
out vec3 fragmentPos;

void main() {
  fragmentUV = vertexUV;
  fragmentNormal = (M * vec4(vertexNorm, 0)).xyz;
  fragmentPos = (M * vec4(vertexPos, 1)).xyz;

  gl_Position = MVP * vec4(vertexPos, 1);
}

... і фрагмент шейдера:

#version 330 core

in vec2 fragmentUV;
in vec3 fragmentNormal;
in vec3 fragmentPos;

struct DirectionalLight {
  vec3 Color;
  vec3 Direction;
  float AmbientIntensity;
  float DiffuseIntensity;
};

uniform sampler2D textureSampler;
uniform vec3 cameraPos;
uniform float materialSpecularFactor;
uniform float materialSpecularIntensity;
uniform DirectionalLight directionalLight;

out vec4 color;

void main() {
  vec3 normal = normalize(fragmentNormal); // should be normalized after interpolation

  vec4 ambientColor = vec4(directionalLight.Color, 1) * directionalLight.AmbientIntensity;

  float diffuseFactor = clamp(dot(normal, -directionalLight.Direction), 0, 1);
  vec4 diffuseColor = vec4(directionalLight.Color, 1) * directionalLight.DiffuseIntensity * diffuseFactor;

  vec3 vertexToCamera = normalize(cameraPos - fragmentPos);
  vec3 lightReflect = normalize(reflect(directionalLight.Direction, normal));
  float specularFactor = pow(clamp(dot(vertexToCamera, lightReflect), 0, 1), materialSpecularFactor);
  vec4 specularColor = vec4(directionalLight.Color, 1) * materialSpecularIntensity * specularFactor;

  color = texture(textureSampler, fragmentUV) * (ambientColor + diffuseColor + specularColor);
}

Повний вихідний код без будь-якого спрощення можна знайти в цьому сховищі .

Мені хотілося знати, чи я реалізував щось не так. Або це нормально для освітлення Phong?

дзеркальне освітлення спрямованого світла

більша площа має дзеркальне освітлення, коли камера далеко від об'єкта

Так, мені здається.

Зона окулярів для спрямованих вогнів повинна бути більш-менш постійною в режимі камери, враховуючи однакову відбивальну поверхню. Для порівняння ми можемо розглянути феномен, відомий як сонячний крем , який в основному є дзеркальним відображенням Сонця на воді, і оскільки Сонце є орієнтовним джерелом світла для наземних цілей, а поверхня відбиття - Земля, яка приблизно рівна, це хороший аналог вашого освітлення Phong.

Приклад 1: площа сонцезахисного крему приблизно така ж, як і житлова ділянка

http://academic.emporia.edu/aberjame/remote/lec10/lec10.htm

Приклад 2: площа сонячного крему наближена до Великих озер

http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=78617

Насправді область сонцезахисту просто продовжуватиметься збільшуватися, поки ви не будете досить далеко від Землі, щоб вона стала вашою круглішою, ніж плоскою.

З точки зору моделі відображення Фонга, окуляр залежить від трьох напрямків: ока, світла та поверхні. Оскільки ваша камера дивиться на ту саму поверхню, просто віддаляючись, око залишається таким же; поверхня залишається однаковою в силу плоскості, а світло залишається таким же за визначенням (це спрямоване світло), тому дзеркальне відображення буде однаковим - звичайно, з точки зору камери / екрана.