31 WebGL平行光下的漫反射光的计算
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通过上一节的介绍，我们可以知道，平行光下的漫反射光的颜色可以由一下式子得出：
<漫反射光颜色>=<入射光颜色>x<表面基底色>x cos θ
所以，我们要计算出来漫反射的光的颜色需要三项数据：
（1）平行入射光的颜色
（2）表面的基底色
（3）入射光与表面形成的入射角 θ
但是，我们没有办法直接就确定 θ值是多少，我们必须根据入射光的方向和物体表面的朝向（即法线方向）来计算出入射角。这需要我们先确定每个表面的朝向，在指定光源的时候，再确定光的方向，来计算出入射角，并确定 θ的值。
幸运的是，我们可以通过计算两个矢量的点积，来计算着两个矢量的夹角余弦值cos θ。点积运算的使用非常频繁，GLSL ES内置了点积运算函数（详见GLSL ES中的第11节，11 WebGL 着色器编程语言GLSL ES的内置函数）。在公式中，我们使用点符号 · 来表示点积运算。这样，cos θ就可以通过下式计算出来：
cos θ = <光线方向> · <法线方向>
所以，上面计算平行光下的漫反射的颜色的式子就可以修改成：
<漫反射光颜色> = <入射光颜色> x <表面基底色> x (<光线方向> · <法线方向>)
这里有两点需要注意：
（1）光线方向矢量和表面法线矢量的长度必须为1，否则反射光的颜色就会过暗或过亮。将一个矢量的长度调整为1，同时保持方向不变的过程称之为归一化。GLSL ES提供了内置的归一化函数，你可以直接使用。
（2）这里所谓的“光线方向”，实际上是入射方向的反方向，即从入射点指向光源方向（因为这样，该方向与法线方向的夹角才是入射角），如图。
法线：表面的朝向
物体表面的朝向，即垂直于表面的方向，又称法线或法向量。法向量有三个分量，向量（nx，ny，nz）表示从原点（0,0,0）指向点（nx，ny，nz）的方向。比如说，向量（1,0,0）表示x轴正方向，向量（0,0,1）表示z轴正方向。涉及到表面和法向量的问题时，必须考虑以下两点：
（1）一个表面具有两个法向量
每个表面都有两个面，“正面”和“背面”。两个面各自具有一个法向量。比如，垂直于z轴的x-y平面，其正面的法向量为z正半轴，即（0,0,1），背面的法向量为z负半轴，即（0,0，-1）。
在三维图形学中，表面的正面和背面取决于绘制表面时的顶点顺序。当你按照v0，v1，v2，v3的顶点顺序绘制了一个平面，那么当你从正面观察这个表面时，这4个顶点是顺时针的，而你从背面观察该表面，这四个顶点就是逆时针的。
（2）平面的法向量唯一
由于法向量表示的是方向，与位置无关，所以一个平面只有一个法向量。换句话说，平面的任意一点都具有相同的法向量。
进一步说，即使有两个不同的平面，只要朝向相同（也就是两个平面平行），法向量也相同。
一旦计算好每个平面的法向量，接下来的任务就是将数据传给着色器程序。以前的程序把颜色作为“逐顶点数据”存储在缓冲区中，并传给着色器。对法向量数据也可以这样做。上图所示，每个顶点对应3个法向量，就像之前每个顶点都对应3个颜色值一样。我们明白了这一点以后，就可以通过法向量获取平行光照后的颜色值了。
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在顶点着色器中，我们实现了漫反射光颜色的计算，使用的是：
<漫反射光颜色> = <入射光颜色> x <表面基底色> x (<光线方向> · <法线方向>)
计算漫反射光颜色需要：（1）入射光颜色 （2）表面基底色 （3）入射光方向 （4）表面法线方向。其中后两者都必须是归一化的（即长度为1.0）。
在上面的案例代码中：
a_Color 变量表示表面基底色
a_Normal变量表示表面法线方向
u_LightColor变量表示入射光颜色
u_LightDirection变量表示入射光方向（是在世界坐标系下的，在javascript中归一化了，可以避免着色器每次执行都对它进行归一化）
相关的变量已经获取，下面是进行处理：
着色器部分处理：
首先对a_Normal法线变量进行归一化，虽然写的值是已经归一化过的，但是顶点着色器可不知道传入的矢量是否经过了归一化，而且这里没有节省开销的理由（法向量是逐顶点的），由于使用x，y和z三个分量就可以表示法线方向，我们需要将这三个分量提取出来，使用到了vec3()方法，然后使用内置函数normalize()函数进行归一化。
接下来，我们计算点积<光线方向> · <法线方向>。法线方向已经被归一化，光线方向在传入进来之前已经被归一化。直接使用GLSL ES提供的内置函数dot()进行点积运算。然后又使用max()函数时因为如果计算出来的数大于90度的话，就已经在背面了。我们这是计算的不透明的，所以在背面就是0。
计算出来点积后，就可以继续套用公式进行漫反射光的颜色，计算出漫反射光的rgb颜色。
最后再把rgba的a给补上，最后就把颜色给计算了出来，再把颜色通过varying变量v_Color传到片元着色器。
js部分处理：
首先就给u_LightColor赋值了光线的颜色。
然后给u_LightDirection赋值光线方向，再使用cuon-matrix.js里面封装好的函数，直接在对象上调用一下，使对象的值归一化，最后把值赋值给了u_LightDirection。
最后在颜色下面声明了一个存储法向量的Float32Array将值存储，和顶点和颜色一起赋值。