着色模型和光照模型

着色模型：

• 高洛德着色(Gouraud shading)：即基于顶点计算颜色后在渲染的图元内部进行线性插值。当光照模型中有非线性的计算时（如计算高光反射），这种逐顶点的光照就会出问题。另外由于是图元内部线性插值，会导致渲染图元内部的颜色总是暗于顶点处，在某些情况下会产生明显的棱角现象。
• Phong着色(Phong shading)：即在片元上计算颜色,需要对顶点法线进行插值然后进行光照模型的计算。

标准光照模型：

最终的光照颜色由自发光(emissive), 漫反射(diffuse)，高光反射(specular)和环境光(ambient)相加得到。这是一个经验模型。也称作Blinn-Phong光照模型。

• 兰伯特模型(Lambert's law): 计算漫反射 C diffuse = (Clight * m_diffuse) max(0, dot(n,I)) (其中n是表面法线，I是入射光线的反方向)
• 半兰伯特模型：对兰伯特模型进行一个简单的修改 C diffuse = (Clight * m_diffuse)(a * dot(n,l) + b)
  半兰伯特模型没有使用max防止点积为负值，而是对点积结果进行缩放和偏移。大多数情况下，a和b取0.5，这样将点积值从[-1,1]映射到[0,1]范围内。也就是说，对于模型背光面也不会全黑，而会有明暗变化。
• Phong模型：计算高光的反射 Cspecular = (Clight * m_specular) max (0, dot(v,r)) ^m_gloss (其中v是视线反方向，r是光反射方向）
• Blinn模型：避免计算反射方向 r, 改为计算half向量 h, 即 v和I的中间方向， h = (v+I) / |v+I| ，然后使用n和h的夹角进行计算(而非v和r)
  Cspecular = (Clight * m_specular) max(0, dot(n,h)) ^ m_gloss