《WebGL 编程指南》笔记 —— 第八章 光照

1. 当光线照射到物体上时，发生了两个重要现象：
   （1）根据光源和光线方向，物体不同表面的明暗程度变得不一致。
   （2）根据光源和光线方向，物体向地面投下了影子。

2. 着色和阴影
   着色（shading）：根据光照条件重建“物体各表面明暗不一的效果”的过程。
   阴影（shadowing）：物体向地面投下影子的现象。

3. 真实世界中的光的类型：
   （1）平行光（directional light），类似于自然中的太阳光。平行光线相互平行，具有方向，可以用一个方向和一个颜色来定义。
   （2）点光源光（point light），类似于人造灯泡的光。点光源光是从一个点向周围的所有方向发出的光，需要指定点光源的位置和颜色。光线的方向将根据点光源的位置和被照射之处的位置计算出来。
   （3）环境光（ambient light），模拟非直射光，也就是由光源发出后经过墙壁或其他物体反射后的光。环境光（间接光）是指那些经光源（点光源或平行光源）发出后，被墙壁等物体多次反射，然后照到物体表面上的光。环境光从各个角度照射物体，其强度都是一致的。环境光不用指定位置和方向，只需指定颜色即可。
   （4）聚光灯光（spot light），模拟电筒、车前灯等。

4. 反射光的颜色，取决于：入射光（方向、颜色）和物体表面的类型。

5. 物体表面反射光线的方式：

（1）漫反射（diffuse relection）
针对平行光或点光源，漫反射的反射光在各个方向上是均匀的。

漫反射光颜色 = 入射光颜色 × 表面基底色 × cosa
cosa = 光线方向 · 法线方向
漫反射光颜色 = 入射光颜色 × 表面基底色 × (光线方向 · 法线方向)

（2）环境反射（enviroment/ambient reflection）
针对环境光，环境反射的反射光的方向可以认为是入射光的反方向。在各个方向均匀。

环境反射光颜色 = 入射光颜色 × 表面基底色

注：表面基底色是物体本来的颜色，也就是物体在白光下的颜色
当漫反射和环境反射同时存在时，将两者加起来，就会得到物体最终被观察到的颜色

表面的反射光颜色 = 漫反射光颜色 + 环境反射光颜色

6. 归一化（normalization）：将一个矢量的长度调整为1，同时保持方向不变的过程。

7. 平面的法向量唯一，即平面上的任意一点都具有相同的法向量。

8. 逆转置矩阵（inverse transpose matrx）
   变换后的法向量 = 法向量 × 模型矩阵的逆转置矩阵

求逆转置矩阵的两个步骤：
（1）求原矩阵的逆矩阵 Matrix4.setInverseOf(m)
（2）将上一部求得的逆矩阵进行转置 Matrix4.transpose()