Правка материалов для PBR

include/Model.h

@@ -59,15 +59,16 @@ class Node
 // Материал модели
 struct Material
 {
-    alignas(16) glm::vec3 ka; // коэф. фонового отражения (цвет фонового освещения)
+    alignas(16) glm::vec3 base_color; // Базовый цвет материала
-    alignas(16) glm::vec3 kd; // коэф. диффузного отражения (цвет объекта)
+    float roughness; // Шероховатость поверхности
-    alignas(16) glm::vec3 ks; // коэф. зеркального блика
+    float metallic; // Металличность поверхности
-    float p; // показатель глянцевости
+    float specular; // Интенсивность блика диэлектриков
+    alignas(16) glm::vec3 emitted; // Излучаемый поверхностью свет
     int normalmapped; // Использование карт нормалей
     int parallaxmapped; // Использование параллакса
     int displacementmapped; // Использование карт высот для сдвига вершин
     // Значения по умолчанию
-    Material() : ka(0.2f), kd(0.2f), ks(0.2f), p(1), normalmapped(false), parallaxmapped(false), displacementmapped(false) { };
+    Material() : base_color(0.8f), roughness(0.5f), metallic(0.0f), specular(0.5f), emitted(0.0f), normalmapped(false), parallaxmapped(false), displacementmapped(false) { };
 };
 
 // Идентификатор модели
@@ -108,9 +109,11 @@ class Model : public Node
         BO tangent_vbo, bitangent_vbo; // буферы с касательными и бикасательными векторами
         GLuint verteces_count; // Количество вершин
         size_t first_index_byteOffset, indices_count; // Сдвиг в байтах для первого и количество индексов
-        Texture texture_diffuse; // Диффузная текстура
+        Texture texture_albedo; // Текстура альбедо (цвет поверхности)
-        Texture texture_ambient; // Текстура фонового освщения
+        Texture texture_roughness; // Текстура шероховатостей
-        Texture texture_specular; // Текстура зеркального отражения
+        Texture texture_metallic; // Текстура металличности
+        Texture texture_specular; // Текстура интенсивности блика диэлектриков
+        Texture texture_emitted; // Текстура излучаемого света
         Texture texture_heights; // Текстура высот
         Texture texture_normals; // Текстура нормалей
 };

include/Texture.h

@@ -7,9 +7,11 @@
 #include <string>
 
 enum TexType {
-    TEX_DIFFUSE,
+    TEX_ALBEDO,
-    TEX_AMBIENT,
+    TEX_ROUGHNESS,
+    TEX_METALLIC,
     TEX_SPECULAR,
+    TEX_EMITTED,
     TEX_HEIGHTS,
     TEX_NORMAL,
     TEX_AVAILABLE_COUNT
@@ -36,8 +38,8 @@ class Texture : public BaseTexture
 {
     public:
         Texture(GLuint type = TEX_AVAILABLE_COUNT, const std::string& filename = ""); // Загрузка текстуры с диска или использование "пустой"
-        Texture(GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_DIFFUSE, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
+        Texture(GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_ALBEDO, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
-        Texture(GLuint width, GLuint height, void* data, GLuint texType = TEX_DIFFUSE, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера без привязки к буферу с загрузкой пикселей по указателю
+        Texture(GLuint width, GLuint height, void* data, GLuint texType = TEX_ALBEDO, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера без привязки к буферу с загрузкой пикселей по указателю
         Texture(const Texture& other); // Конструктор копирования
 
         Texture& operator=(const Texture& other); // Оператор присваивания
@@ -49,7 +51,7 @@ class Texture : public BaseTexture
 class TextureArray : public BaseTexture
 {
     public:
-        TextureArray(GLuint levels, GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_DIFFUSE, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
+        TextureArray(GLuint levels, GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_ALBEDO, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
         TextureArray(const TextureArray& other); // Конструктор копирования
 
         TextureArray& operator=(const TextureArray& other); // Оператор присваивания
@@ -62,7 +64,7 @@ class TextureCube : public BaseTexture
 {
     public:
         TextureCube(GLuint type = TEX_AVAILABLE_COUNT, const std::string (&filename)[6] = {""}); // Загрузка текстуры с диска или использование "пустой"
-        TextureCube(GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_DIFFUSE, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
+        TextureCube(GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_ALBEDO, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
         TextureCube(const TextureCube& other); // Конструктор копирования
 
         TextureCube& operator=(const TextureCube& other); // Оператор присваивания
@@ -74,7 +76,7 @@ class TextureCube : public BaseTexture
 class TextureCubeArray : public BaseTexture
 {
     public:
-        TextureCubeArray(GLuint levels, GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_DIFFUSE, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
+        TextureCubeArray(GLuint levels, GLuint width, GLuint height, GLuint attachment, GLuint texType = TEX_ALBEDO, GLint internalformat = GL_RGBA, GLint format = GL_RGBA, GLenum dataType = GL_FLOAT); // Конструктор текстуры заданного размера для использования в буфере
         TextureCubeArray(const TextureCubeArray& other); // Конструктор копирования
 
         TextureCubeArray& operator=(const TextureCubeArray& other); // Оператор присваивания

src/Lights.cpp

@@ -218,7 +218,7 @@ void Light::render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer)
         bulb.root.e_position() = data[i].position;
         sphere.e_scale() = glm::vec3(data[i].attenuation.r); // Масштабирование сферы
         // Задание цвета
-        bulb.models.begin()->material.ka = sphere.material.ka = data[i].color;
+        bulb.models.begin()->material.base_color = sphere.material.base_color = data[i].color;
 
         // Вызов отрисовки
         bulb.render(shaderProgram, material_buffer);    

src/Model.cpp

@@ -216,7 +216,7 @@ vao(copy.vao),
 verteces_count(copy.verteces_count), first_index_byteOffset(copy.first_index_byteOffset), indices_count(copy.indices_count), 
 vertex_vbo(copy.vertex_vbo), index_vbo(copy.index_vbo), normals_vbo(copy.normals_vbo), texCoords_vbo(copy.texCoords_vbo),
 tangent_vbo(copy.tangent_vbo), bitangent_vbo(copy.bitangent_vbo),
-texture_diffuse(copy.texture_diffuse), texture_ambient(copy.texture_ambient), texture_specular(copy.texture_specular), 
+texture_albedo(copy.texture_albedo), texture_roughness(copy.texture_roughness), texture_metallic(copy.texture_metallic), texture_specular(copy.texture_specular), texture_emitted(copy.texture_emitted),
 texture_heights(copy.texture_heights), texture_normals(copy.texture_normals),
 material(copy.material)
 {
@@ -242,10 +242,12 @@ Model& Model::operator=(const Model& other)
     tangent_vbo = other.tangent_vbo;
     bitangent_vbo = other.bitangent_vbo;
     
-    texture_diffuse = other.texture_diffuse;
+    texture_albedo = other.texture_albedo; 
-    texture_ambient = other.texture_ambient;
+    texture_roughness = other.texture_roughness; 
-    texture_specular = other.texture_specular;
+    texture_metallic = other.texture_metallic; 
-    
+    texture_specular = other.texture_specular; 
+    texture_emitted = other.texture_emitted;
+
     texture_heights = other.texture_heights;
     texture_normals = other.texture_normals;
     
@@ -285,9 +287,11 @@ void Model::render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer)
     glUniformMatrix4fv(shaderProgram.getUniformLoc("model"), 1, GL_FALSE, &this->getTransformMatrix()[0][0]);
 
     // Подключаем текстуры
-    texture_diffuse.use();
+    texture_albedo.use();
-    texture_ambient.use();
+    texture_roughness.use();
+    texture_metallic.use();
     texture_specular.use();
+    texture_emitted.use();
     texture_heights.use();
     texture_normals.use();    
 
@@ -408,14 +412,25 @@ void Model::set_texture(Texture& texture)
     GLuint type = texture.getType();
     switch(type)
     {
-        case TEX_DIFFUSE:
+        case TEX_ALBEDO:
-            texture_diffuse = texture;
+            texture_albedo = texture;
+            material.base_color.r = -1;
             break;
-        case TEX_AMBIENT:
+        case TEX_ROUGHNESS:
-            texture_ambient = texture;
+            texture_roughness = texture;
+            material.roughness = -1;
+            break;
+        case TEX_METALLIC:
+            texture_metallic = texture;
+            material.metallic = -1;
             break;
         case TEX_SPECULAR:
             texture_specular = texture;
+            material.specular = -1;
+            break;
+        case TEX_EMITTED:
+            texture_emitted = texture;
+            material.emitted.r = -1;
             break;
         case TEX_HEIGHTS:
             texture_heights = texture;

src/Scene.cpp

@@ -215,23 +215,39 @@ Scene loadOBJtoScene(const char* filename, const char* mtl_directory, const char
         auto s = --result.models.end();
         s->set_index_range(materials_range[i]*sizeof(GLuint), materials_range[i+1]-materials_range[i]);
 
-        // Текстуры
-        Texture diffuse(TEX_DIFFUSE, texture_directory + materials[materials_ids[i]].diffuse_texname);
-        s->set_texture(diffuse);
-        Texture ambient(TEX_AMBIENT, texture_directory + materials[materials_ids[i]].ambient_texname);
-        s->set_texture(ambient);
-        Texture specular(TEX_SPECULAR, texture_directory + materials[materials_ids[i]].specular_texname);
-        s->set_texture(specular);
-        Texture normal(TEX_NORMAL, texture_directory + materials[materials_ids[i]].normal_texname);
-        s->set_texture(normal);
-        Texture heights(TEX_HEIGHTS, texture_directory + materials[materials_ids[i]].bump_texname);
-        s->set_texture(heights);
-
         // Материал
-        s->material.ka = pow(glm::vec3(materials[materials_ids[i]].ambient[0],  materials[materials_ids[i]].ambient[1],  materials[materials_ids[i]].ambient[2]), glm::vec3(1/inv_gamma));
+        s->material.base_color = pow(glm::vec3(materials[materials_ids[i]].diffuse[0],  materials[materials_ids[i]].diffuse[1],  materials[materials_ids[i]].diffuse[2]), glm::vec3(1/inv_gamma));
-        s->material.kd = pow(glm::vec3(materials[materials_ids[i]].diffuse[0],  materials[materials_ids[i]].diffuse[1],  materials[materials_ids[i]].diffuse[2]), glm::vec3(1/inv_gamma));
+        s->material.roughness = 1 - sqrt(materials[materials_ids[i]].shininess/1000); // шероховатость поверхности
-        s->material.ks = glm::vec3(materials[materials_ids[i]].specular[0], materials[materials_ids[i]].specular[1], materials[materials_ids[i]].specular[2]);
+        s->material.metallic = (materials[materials_ids[i]].ambient[0] + materials[materials_ids[i]].ambient[1] + materials[materials_ids[i]].ambient[2]) / 3.0f; 
-        s->material.p  = (materials[materials_ids[i]].shininess > 0.0f) ? 1000.0f / materials[materials_ids[i]].shininess : 1000.0f;
+        s->material.specular = (materials[materials_ids[i]].specular[0] + materials[materials_ids[i]].specular[1] + materials[materials_ids[i]].specular[2]) / 3.0f;
+        s->material.emitted = pow(glm::vec3(materials[materials_ids[i]].emission[0],  materials[materials_ids[i]].emission[1],  materials[materials_ids[i]].emission[2]), glm::vec3(1/inv_gamma));
+
+        // Текстуры
+        if (!materials[materials_ids[i]].diffuse_texname.empty())
+        {
+            Texture diffuse(TEX_ALBEDO, texture_directory + materials[materials_ids[i]].diffuse_texname);
+            s->set_texture(diffuse);
+        }
+        if (!materials[materials_ids[i]].ambient_texname.empty())
+        {
+            Texture ambient(TEX_METALLIC, texture_directory + materials[materials_ids[i]].ambient_texname);
+            s->set_texture(ambient);
+        }
+        if (!materials[materials_ids[i]].specular_texname.empty())
+        {
+            Texture specular(TEX_SPECULAR, texture_directory + materials[materials_ids[i]].specular_texname);
+            s->set_texture(specular);
+        }
+        if (!materials[materials_ids[i]].normal_texname.empty())
+        {
+            Texture normal(TEX_NORMAL, texture_directory + materials[materials_ids[i]].normal_texname);
+            s->set_texture(normal);
+        }
+        if (!materials[materials_ids[i]].bump_texname.empty())
+        {
+            Texture heights(TEX_HEIGHTS, texture_directory + materials[materials_ids[i]].bump_texname);
+            s->set_texture(heights);
+        }
     }    
 
     return result;

src/main.cpp

@@ -115,9 +115,7 @@ int main(void)
     Scene scene = loadOBJtoScene("../resources/models/blob.obj", "../resources/models/", "../resources/textures/"); 
     scene.root.e_scale() = glm::vec3(0.01);
     scene.root.e_position().z = 1;
-    scene.models.begin()->material.kd = {0.5,0.5,0.5};
+    scene.set_group_id((GLuint64) &scene.root);
-    scene.models.begin()->material.ka = {0.05,0.05,0.05};
-    scene.set_group_id((GLuint64) &scene);
     
     // Установка цвета очистки буфера цвета
     glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
@@ -302,7 +300,7 @@ int main(void)
     rectangle.root.e_scale() = glm::vec3(4);
 
     // Текстуры для прямоугольника
-    Texture rectangle_diffuse(TEX_DIFFUSE, "../resources/textures/rekovalev_diffusemap.png");
+    Texture rectangle_diffuse(TEX_ALBEDO, "../resources/textures/rekovalev_diffusemap.png");
     rectangle.models.begin()->set_texture(rectangle_diffuse);
     Texture rectangle_normal(TEX_NORMAL, "../resources/textures/rekovalev_normalmap.png");
     rectangle.models.begin()->set_texture(rectangle_normal);
@@ -364,7 +362,7 @@ int main(void)
     // Модель скайбокса
     Model skybox;
     skybox.load_verteces(skybox_verticies, sizeof(skybox_verticies)/sizeof(glm::vec3));
-    TextureCube skybox_texture(TEX_DIFFUSE, {  "../resources/textures/skybox/px.jpg"
+    TextureCube skybox_texture(TEX_ALBEDO, {   "../resources/textures/skybox/px.jpg"
                                              , "../resources/textures/skybox/nx.jpg"
                                              , "../resources/textures/skybox/py.jpg"
                                              , "../resources/textures/skybox/ny.jpg"