OpenGL cube map方式实现的环境贴图●如何设置相机

对cube map有一些了解的朋友都知道，如果要在物体表面实现镜面反射的效果，需要在物体的中心设置一个相机，沿+X，-X，+Y，-Y，+Z，-Z六个方向分别取景，渲染到cube map的六个子texture中。

设置相机的时候，一般都不会弄错相机的朝向，但是，估计很多人搞不清楚相机的UP方向。

网络上的资料很少论及这个问题，因此，决定自己做一个简单的小实验，彻底搞清楚这个问题。为此，准备了下面的6张图片，分别充当cube map的六个子texture。

使用cube map方式将它们渲染到一个正方体表面，观察它们的方向，使用的vertex shader代码如下：

#version 140 core

in vec4 vs_position_modelSpace;
out vec3 fs_position_modelSpace;
uniform mat4 worldViewProjectionMatrix;

void main()
{
    gl_Position = worldViewProjectionMatrix * vs_position_modelSpace;
    fs_position_modelSpace = vs_position_modelSpace.xyz;
}

fragment shader代码如下

#version 140 core

in vec3 fs_position_modelSpace;
out vec4 color;
uniform samplerCube cubeMapTexture;//立方贴图

void main()
{
    vec3 texCoord = normalize(fs_position_modelSpace - vec3(0, 0, 0));//正方体的中心点是(0, 0, 0)
    color = texture(cubeMapTexture, texCoord);
}

我们要观察正方体的六个面，但是每次只能看到它的三个面。

为了观察+X，+Y，+Z面，我们需要剔除物体的背面，只渲染正面：

glCullFace(GL_BACK);

渲染的结果如下：

为了观察-X，-Y，-Z面，我们需要剔除物体的正面，只渲染背面：

glCullFace(GL_FRONT);

渲染结果如下：

结论如下，（使用OpenGL的cube map）生成环境贴图的时候：

①当相机朝向+X，-X，+Z，-Z方向的时候，其UP方向都是+Y方向；

②当相机朝向+Y方向的时候，其UP方向是-Z方向

③当相机朝向-Y方向的时候，其UP方向是+Z方向

其实值得注意的只是顶部和底部的+Y和-Y两个方向。有一个比较傻瓜的做法是：渲染+Z方向之后，就让相机后仰90°，就可以渲染+Y方向了；渲染+Y方向之后，就让相机前倾180°，就可以渲染-Y方向了。

以下图片可以帮助大家更好地理解cube map各个子texture之间的关系：

最后，提个醒，使用glTexImage2D()或glTexStorage2D()为GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_X、GL_TEXTURE_CUBE_MAP_NEGATIVE_X、GL_TEXTURE_CUBE_MAP_POSITIVE_Y...分配空间的时候，width和height必须相等，也就是说图片的长和宽必须相等，不然就会返回错误。因为这个问题，笔者耽搁了两天，差点唾弃自己的intel核显