Правка материалов для PBR

include/Model.h

@@ -15,12 +15,13 @@ void calc_tb(const GLuint* indices, const int indices_count, const glm::vec3* ve
 
 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
     // Значения по умолчанию
-    Material() : ka(0.2f), kd(0.2f), ks(0.2f), p(1) { };
+    Material() : base_color(0.8f), roughness(0.5f), metallic(0.0f), specular(0.5f), emitted(0.0f) { };
 };
 
 // Идентификатор модели
@@ -89,9 +90,11 @@ class Model : public Movable
         BO *tangent_vbo, *bitangent_vbo; // буферы с касательными и бикасательными векторами
         GLuint verteces_count; // Количество вершин
         GLuint first_index, indices_count; // Первый 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

@@ -51,7 +51,7 @@ void BulbDebug::render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer)
         glUniform3fv(direction_uniform, 1, &data->direction[0]);
         
         // Зададим параметры материала сфере действия
-        bulb_model.parts[0].material.ka = data->color;
+        bulb_model.parts[0].material.base_color = data->color;
         bulb_model.parts[0].position = data->position;
         bulb_model.parts[0].scale = glm::vec3(data->radius);
         
@@ -67,7 +67,7 @@ void BulbDebug::render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer)
         glUniform1f(angle_uniform, 180); // Зададим параметры материала сфере действия
         
         // Зададим цвет для колбы (первая в составе модели)
-        bulb_model.parts[1].material.ka = data->color;
+        bulb_model.parts[1].material.base_color = data->color;
 
         bulb_model.position = data->position;
         glm::mat4 transform = bulb_model.getTransformMatrix();

src/Model.cpp

@@ -35,7 +35,7 @@ vao(copy.vao),
 verteces_count(copy.verteces_count), first_index(copy.first_index), 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),
 normalmapped(copy.normalmapped), parallaxmapped(copy.parallaxmapped), displacementmapped(copy.displacementmapped)
 {
@@ -92,9 +92,11 @@ void Model::render(ShaderProgram &shaderProgram, UBO &material_buffer, const glm
     glUniformMatrix4fv(model_uniform, 1, GL_FALSE, &model[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();    
 
@@ -248,14 +250,25 @@ 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;
@@ -501,23 +514,39 @@ GrouptedModel loadOBJtoGroupted(const char* filename, const char* mtl_directory,
         auto s = --result.parts.end();
         s->set_index_range(materials_range[i], 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

@@ -119,8 +119,6 @@ int main(void)
     GrouptedModel scene = loadOBJtoGroupted("../resources/models/blob.obj", "../resources/models/", "../resources/textures/"); 
     scene.scale = glm::vec3(0.01);
     scene.position.z = 1;
-    scene.parts[0].material.kd = {0.5,0.5,0.5};
-    scene.parts[0].material.ka = {0.05,0.05,0.05};
     scene.set_group_id((GLuint64) &scene);
     
     // Установка цвета очистки буфера цвета
@@ -320,7 +318,7 @@ int main(void)
     rectangle.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.set_texture(rectangle_diffuse);
     Texture rectangle_normal(TEX_NORMAL, "../resources/textures/rekovalev_normalmap.png");
     rectangle.set_texture(rectangle_normal);
@@ -375,7 +373,7 @@ 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"