SSAO shader

#version 330 core
out float FragColor;
in vec2 TexCoords;

uniform sampler2D gPositionDepth;	// view空间中的pos
uniform sampler2D gNormal;			// view空间中的normal
uniform sampler2D texNoise;			// noise是4x4的随机旋转向量纹理

uniform vec3 samples[];

// parameters (you'd probably want to use them as uniforms to more easily tweak the effect)
int kernelSize = ;
float radius = 1.0;

// tile noise texture over screen based on screen dimensions divided by noise size
const vec2 noiseScale = vec2(800.0f/4.0f, 600.0f/4.0f); 

uniform mat4 projection;

void main()
{
    // Get input for SSAO algorithm
    vec3 fragPos = texture(gPositionDepth, TexCoords).xyz;
    vec3 normal = texture(gNormal, TexCoords).rgb;
    vec3 randomVec = texture(texNoise, TexCoords * noiseScale).xyz;
    
    // Create TBN change-of-basis matrix: from tangent-space to view-space
	// 因为这里的normal是view space中的，因此算出来的TBN矩阵是从切线空间->视图空间
    vec3 tangent = normalize(randomVec - normal * dot(randomVec, normal));
    vec3 bitangent = cross(normal, tangent);
    mat3 TBN = mat3(tangent, bitangent, normal);
    
    // Iterate over the sample kernel and calculate occlusion factor
    float occlusion = 0.0;
    for(int i = 0; i < kernelSize; ++i)
    {
        // get sample position
        vec3 sample = TBN * samples[i]; // From tangent to view-space
        sample = fragPos + sample * radius; 
        
        // 把视图空间中的采样点位置坐标投影到屏幕上，得到他在屏幕空间中的坐标
        vec4 offset = vec4(sample, 1.0);
        offset = projection * offset; // from view to clip-space
        offset.xyz /= offset.w; // perspective divide
        offset.xyz = offset.xyz * 0.5 + 0.5; // transform to range 0.0 - 1.0
        
        // 获取采样点所位于的像素位置上的深度值
        float sampleDepth = -texture(gPositionDepth, offset.xy).w; // Get depth value of kernel sample
        
        // range check & accumulate
        float rangeCheck = smoothstep(0.0, 1.0, radius / abs(fragPos.z - sampleDepth ));
        occlusion += (sampleDepth >= sample.z ? 1.0 : 0.0) * rangeCheck;           
    }
    occlusion = 1.0 - (occlusion / kernelSize);
    
    FragColor = occlusion;
}

在 SSAO 算法中，我们生成了若干个随机采样点，比如上面的个samples，虽然这些samples是随机的，但是却每个像素都相同，这样效果并不好，因此可以通过引入随机旋转向量，使每个像素在计算时，把采样点们绕着法线旋转随机角度来引入一些随机性。这里的随机旋转向量是用4x4的纹理来存放的（texNoise，4x4的纹理 16个随机旋转向量基本够用，弄个800x600的全部都是随机的旋转向量没必要，代价太大，效果提升很小。 ），并传入ssao过程的shader中。这些随机旋转向量通常是在切线空间中定义的，每个像素在计算时都从noise纹理中采样一个随机旋转向量randomVec并且用它跟视图空间中的normal来构造一个切线空间，计算获得TBN矩阵，然后每个像素采样得到的旋转向量是不同的 因此TBN是不太一样的。这样，在把samples 转换到 视图空间的时候，分布就会不太一样。