浅谈OpenGL中的光照技术

下面的这边文章，让我对OpenGL中的光照有了新的认识

OpenGL场景中模型颜色的产生，大致为如下的流程图所描述：

（1）当不开启光照时，使用顶点颜色来产生整个表面的颜色。

用glShadeModel可以设置表面内部像素颜色产生的方式。GL_FLAT/GL_SMOOTH.

（2）一般而言，开启光照后，在场景中至少需要有一个光源（GL_LIGHT0.。.GL_LIGHT7）

通过glEnable（GL_LIGHT0） glDisable（GL_LIGHT0） 来开启和关闭指定的光源。

--- 全局环境光 ---

GLfloat gAmbient［］ = {0.6， 0，6， 0，6， 1.0};

glLightModelfv（GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT， gAmbient）;

（3）设置光源的光分量 -- 环境光/漫色光/镜面光

默认情况下，GL_LIGHT0.。.GL_LIGHT7 的GL_AMBIENT值为（0.0， 0.0， 0.0， 1.0）;

GL_LIGHT0的GL_DIFFUSE和GL_SPECULAR值为（1.0， 1.0， 1.0， 1.0），

GL_LIGHT1.。.GL_LIGHT7 的GL_DIFFUSE和GL_SPECULAR值为（0.0， 0.0， 0.0， 0.0）。

GLfloat lightAmbient［］ = {1.0， 1.0， 1.0， 1.0};

GLfloat lightDiffuse［］ = {1.0， 1.0， 1.0， 1.0};

GLfloat lightSpecular［］ = {0.5， 0.5， 0.5， 1.0};

glLightfv（GL_LIGHT0， GL_AMBIENT， lightAmbient）;

glLightfv（GL_LIGHT0， GL_DIFFUSE， lightDiffuse）;

glLightfv（GL_LIGHT0， GL_SPECULAR， lightSpecular）;

（4）设置光源的位置和方向

-- 平行光 -- 没有位置只有方向

GLfloat lightPosition［］ = {8.5， 5.0， -2.0， 0.0}; // w=0.0

glLightfv（GL_LIGHT0， GL_POSITION， lightPosition）;

-- 点光源 -- 有位置没有方向

GLfloat lightPosition［］ = {8.5， 5.0， -2.0， 1.0}; // w不为0

glLightfv（GL_LIGHT0， GL_POSITION， lightPosition）;

-- 聚光灯 -- 有位置有方向

GLfloat lightPosition［］ = {-6.0， 1.0， 3.0， 1.0}; // w不为0

glLightfv（GL_LIGHT0， GL_POSITION， lightPosition）;

GLfloat lightDirection［］ = {1.0， 1.0， 0.0};

glLightfv（GL_LIGHT0， GL_SPOT_DIRECTION， lightDirection）; // 聚光灯主轴方向 spot direction

glLightf（GL_LIGHT0， GL_SPOT_CUTOFF， 45.0）; // cutoff角度 spot cutoff

** 平行光不会随着距离d增加而衰减，但点光源和聚光灯会发生衰减。

attenuation为衰变系数，系数值越大，衰变越快。

默认情况下，c=1.0， l=0.0， q=0.0

glLightf（GL_LIGHT0， GL_CONSTANT_ATTENUATION， 2.0）; // c 系数

glLightf（GL_LIGHT0， GL_LINEAR_ATTENUATION， 1.0）; // l 系数

glLightf（GL_LIGHT0， GL_QUADRATIC_ATTENUATION， 0.5）; // q 系数

++

（5）设置材质属性

环境光、散射光不受视点位置的影响。物体看起来是什么颜色，很大程度上地受到散射光的影响，环境光反射也对物体的颜色有一定的影响。

因为当光直射物体时，散射光最强；非直射时，环境光效果明显。对于真实的世界中的物体，其散射光与环境光通常是同一个颜色。

物体的镜面反射会在物体表面产生一个高亮区。观察者所看到的镜面反射依赖于视点位置 -- 沿着反射光的方向亮度最高。

默认情况下，材质的GL_AMBIENT值为（0.2， 0.2， 0.2， 1.0）；GL_DIFFUSE值为（0.8， 0.8， 0.8， 1.0）；

GL_SPECULAR值为（0.0， 0.0， 0.0， 1.0）；GL_SHININESS值为0.0【取值范围为［0.0， 128.0］，数值越大，高亮区越小，亮度越高】；

GL_GL_EMISSION值为（0.0， 0.0， 0.0， 1.0）

GLfloat matAmbient［］ = {0.6， 0.6， 0.6， 1.0};

GLfloat matDiffuse［］ = {0.35， 0.35， 0.35， 1.0};

GLfloat matAmbDif［］ = {0.5， 0.5， 0.5， 1.0};

GLfloat matSpecular［］ = {0.2， 0.2， 0.2， 1.0};

GLfloat shine［］ = {5.0};

GLfloat matEmission［］ = {0.3， 0.1， 0.1， 1.0};

glMaterialfv（GL_FRONT_AND_BACK， GL_AMBIENT， matAmbient）;

glMaterialfv（GL_FRONT_AND_BACK， GL_DIFFUSE， matDiffuse）;

glMaterialfv（GL_FRONT_AND_BACK， GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE， matAmbDif）; // 将背景颜色和散射颜色设置成同一颜色

glMaterialfv（GL_FRONT_AND_BACK， GL_SPECULAR， matSpecular）;

glMaterialfv（GL_FRONT， GL_SHININESS， shine）;

glMaterialfv（GL_FRONT， GL_EMISSION， matEmission）; // 用来模拟物体发光的效果，但这不是光源

（6）颜色材质模式

使用颜色材质可以用较小的代价，快速改变场景中模型的颜色。其具体用法如下：

glEnable（GL_COLOR_MATERIAL）;

glColorMaterial（GL_FRONT， GL_DIFFUSE）;

glColor3f（0.2， 0.5， 0.8）;

/*** 绘制一些物体 ***/

glColorMaterial（GL_FRONT， GL_SPECULAR）;

glColor3f（0.9， 0.1， 0.3）;

/*** 绘制另外一些物体 ***/

glDisable（GL_COLOR_MATERIAL）;