ARKit (三)

Lighting models （shaders）

Lighting models 本质上是一个着色器，他通过不同的数学模型，来计算物体表面的光的折射，如何渲染在场景中，控制最终你看到的东西，SceneKit 提供了下面几种不同的 LM,他们有着不同的纹理属性，结合了不同的纹理属性，光和光的信息来生成各种材质和效果

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• Constant: 这个一个平面灯光模型，只包含了对环境灯光的整合
• Lambert: 这个模型整合了环境光和漫射光的信息
• Phong: 这个模型结合了环境光，漫反射和镜面光信息
• Blinn: 这个模型结合了环境光，漫反射和镜面光信息,但使用的算法和上面的不一样，更加高效
• Physical Based: 这个模型整合了漫反射和物理灯光和材质的现实抽象

Materials

给 LM 配置不同的特殊的材质，会有不同的效果。材质由不同的纹理层组成。每个 layer 会产生特点的颜色等

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Textures

纹理是 2D 的图形，用来作为 3D 几何的一些表达，纹理可以由不同的 layers 组成，每层有它自己特殊的属性，颜色，镜面反射，光泽，粗糙程度和透明度等，当他们组合的时候能产生真实的纹理

Environment map

在了解环境图之前，先来了解 cube maps, cm 它有六个面，如下图

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SceneKit 支持不同模式的 cm，常用的有 horizontal strip 模式，它有一行的 6 个面组成，相当于有 6 个纹理

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• +X 和 -X 是左右两个面
• +Y 和 -Y是上下面
• +Z 和 -Z 是前后面

Environment map 有两个目的，它和反射图相似，利于反射，它通常用来为 PBR 提供灯光信息，给他们逼真的灯光环境

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Diffuse map

diffuse map 为 3D 模型提供了基本的颜色，表面了这个是什么物体，不管其他灯光或者特效的效果，通过平面 2D 图包裹球体，它将球体定义为地球

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可以通过 alpha 通道来改变球体

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Normal map

Normal maps 简单的说就是创建凹凸感，而不需要在该表面添加很多多边形，应用它能为地球添加山脉和平原等凹凸感

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Height map

height map 不是 PBR 中的一部分，但是 hm 是一个黑白图，白色代表，白色是渲染的最高点，黑色为最低，可以把他转换为 normal map

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Occlusion map

它类型与遮挡图，用于阻挡环境光到达狭窄的角落区域，例如石墙上的裂缝等，这是黑白纹理图，黑色代表阻挡灯光的区域，白色代表允许灯光通过，最终用来模拟环境光的效果

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Emission map

在没有光的地方，地球看上去是黑的，在用灯光的地方，在外太空看起来是亮的，emission map 涵盖了灯光和阴影的信息以创建发光的效果

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Self-illumination map

应用其他效果后，可以给他上色了。

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Displacement map

normal 使用像素来添加高度变化的错觉，displacement map 使用像素来实际改变表面

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Metalness and roughness maps

PBR能够将微观细节可视化，并由两个属性表示：材料粗糙度和金属度。

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Metalness map

金属度接近物理表面特性，如低角度下的折射，反射和菲涅耳反射。 它产生金属或电介质外观。 这些贴图是灰度纹理。 黑色表示完全电介质，而白色表示完全金属表面。

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Roughness map

粗糙度接近现实世界表面的微观细节。 它产生光泽或无光泽的外观。 这些贴图是灰度纹理，其中黑色表示非常粗糙的表面，而白色表示非常光滑的表面。

ARAnchor 包含了位置和方向对真实世界的转换，它是看不见的元素。

ARPlaneAnchor 是一个特殊的锚点，它包含了位置和方向，平面的信息，包括中点，方向和平面的范围。

Detecting surfaces

为了让 ARKit 能检测到平面，需要设置

config.planeDetection = .horizontal