OpenGL中顶点与法线的关联机制及实心模型全黑问题排查

原本应用可正常以线框模式显示3D模型，切换为实心显示（将glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE)改为glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL)）后，因缺少法线与光照设置，模型无法正确呈现光照效果。已做以下修改，但模型显示为实心却全黑，光照未生效：

已完成的修改 #

a) 编写实心模型的片段着色器 #

#version 130
in vec3 Normal;
in vec3 fpos;

out vec4 fragment_color;

const vec3 lightPos = vec3(0.0,0.0,5.0);
const vec3 diffColor = vec3(1.0,0.5,0.0);
const vec3 specColor = vec3(1.0,1.0,1.0);

void main () {
 vec3 normal = normalize(Normal);
 vec3 viewDir = normalize(-fpos);
 if (dot(normal, viewDir) < 0.0) normal *= -1.0;

 vec3 lightDir = normalize(lightPos - fpos);
 float lamb = max(dot(lightDir, normal), 0.0);
 float spec = 0.0;

 if (lamb > 0.0) {
  vec3 refDir = reflect(-lightDir, normal);
  float specAngle = max(dot(refDir, viewDir), 0.0);
  spec = pow(specAngle, 4.0);
 }
 fragment_color = vec4(lamb * diffColor + spec * specColor, 1.0);
}

b) 添加法线数据加载代码 #

原有顶点坐标设置代码：

glBindVertexArray(entity->m_gl3Element.VAO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,entity->m_gl3Element.coordVBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER,m_vertexArray.size()*sizeof(float),m_vertexArray.data(), GL_STATIC_DRAW);
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

新增的法线加载代码：

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,entity->m_gl3Element.normalVBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, normalArray.size()*sizeof(float),normalArray.data(), GL_STATIC_DRAW);
glEnableVertexAttribArray(2);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,entity->m_gl3Element.normalVBO);
glVertexAttribPointer(2,3,GL_FLOAT,GL_FALSE,0,(void*)0);

最后调用glBindVertexArray(0)，后续通过glDrawArrays绘制模型。

疑问与问题点 #

• 修改后模型为实心但全黑，光照完全未生效
• 不清楚法线与顶点坐标的关联逻辑：是否是通过glEnableVertexAttribArray(2)和glVertexAttribPointer(2,...)中的索引「2」实现关联？OpenGL是否默认识别索引「2」为法线？
• 法线数据来自磁盘加载的3D模型，本身数据应该无问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Elmi