opengl灯光基础：2.1 光照基础知识

光照：

光照以不同的方式影响着我们看到的世界，有时甚至是以很戏剧化的方式。当手电筒照射在物体上时，我们希望物体朝向光线的一侧看起来更亮。我们所居住的地球上的点，在中午朝向太阳时候被照得很亮，但随着地球的自转，同一个地点的亮度会由白天到傍晚逐渐变暗，直到午夜变得完全黑暗。物体对光的反射情况也各不相同。物体除了可以具有颜色，也可以具有不同的反射特性。考虑两个物体，在都是绿色的情况下，其中一个是布制的，而另一个是抛光钢材质的——那么后者看起来会更“闪亮”。

光照模型：

我们观察到光，是由于高能量源发出的一些光子经过反射到达了我们的眼睛。不幸的是，在计算上模拟这个自然过程是不可行的，因为这需要模拟并跟踪大量光子的运动，即向我们的场景中添加海量的对象（和矩阵）。因此，我们需要的是光照模型。

我的理解：
把高能量源发出一些光子经过反射到达我们眼睛的这种现象，通过计算机模拟的方式展现在我们眼前。计算机怎末模拟？ 通过模拟并跟踪大量光子的运动，即向我们的场景中添加海量的对象（和矩阵），这个模拟的过程就叫做光照模型。（用于模拟光照效果的算法，通过考虑光源、材质和几何体之间的相互作用来计算表面的颜色和明暗度）

常见的几种光照模型:

光照模型只是比较笼统的概念，而具体的展现形式或者是实现方式有哪些？
比如：
    我要去某一个地方，怎末去？具体怎末到达， 我会说用交通工具（光照模型），
    交通工具用哪一种？步行，自行车，开车（常见的几种光照模型）

• ADS模型：(主要的模型)

    它由三个部分组成：环境光照(Ambient)，漫反射光照(Diffuse)和镜面光照(Specular)
    A：环境光反射（ambient reflection）：模拟低级光照，影响场景中的所有物体。
  
    D：漫反射（diffuse reflection）：根据光线的入射角度调整物体亮度。
  
    S：镜面反射（specular reflection）：展示物体的光泽，通过在物体表面上，光线直接地反射到我们的眼睛的位置，策略性地放置适当大小的高光来实现。
  

• 简单光照模型（Simple Lighting Model）：

    这是一种基本的光照模型，通常只考虑漫反射光照，忽略环境光照和镜面光照。它适用于一些简单的场景或要求较低的应用。
  

• Cook-Torrance模型：

    这是一种基于微表面理论的光照模型，适用于模拟金属或光泽材质的光照效果。它考虑了更多的光线与微表面的相互作用，能够产生更真实的镜面高光效果。
  

• Oren-Nayar模型：

  这是一种用于模拟粗糙表面的光照模型。它考虑了表面的微小凹凸结构对光线的散射影响，能够产生更真实的漫反射光照效果。

ADS光照计算：

• 总计算流程：
  

		vec3 result = (ambient + diffuse + specular);

• 环境光计算：

	环境光(光源)与材质环境光（物体自身）分量的乘积
 	vec3 ambient = material.ambient * light.ambient;

• 漫反射计算：
  

	vec3 norm = normalize(Normal);
	vec3 lightDir = normalize(light.position - FragPos);
	float diff = max(dot(norm, lightDir), 0.0);
	vec3 diffuse = (diff * material.diffuse) * light.diffuse;

• 镜面反射计算：
  

ADS 光照模型的镜面反射指数为：1 (material.shininess = 1.0 )

	这也就和phong 的区别，ADS模型是phong光照模型的特例。

    // specular
    float specularStrength = 0.5;
    vec3 viewDir = normalize(viewPos - FragPos);
    vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, norm);  
    // material.shininess = 1.0 ADS 光照模型的反射指数为：1
    float spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), material.shininess);
    vec3 specular = (material.specular * spec) * light.specular;  

镜面反射指数为1的效果：

镜面反射指数为64 的效果：