OpenGL中的光照模型续

OpenGL中的光照模型续

 

方向光：Directional Light 只具有方向和颜色属性的光源，常用来模拟太阳


方向光的计算只与顶点法线和光源放方向有关，其光照的结果是顶点法线与入射角形成的夹角的cos值*光源强度

 1 void  CalculateDirectionalLight (Vertex_PCN  * pVertices,  int  num_vertices) {
 2     for(int i=0;i<num_vertices;i++){
 3         //求出转换后在世界坐标系的顶点法线;
 4         Vector4 vNormal= g_world_matrix.RotateVector (pVertices[i].m_normal );
 5         Vector4 vIntensity=Vector3Dot(vNormal,g_vLightDirection);//顶点法线和光线方向的夹角，决定反射光的强度
 6        // `累加上计算出来方向光的强度`
 7        pVertices[i].m_color += vIntensity * g_vLightColor;
 8    
 9     }
10}

对一个四边形定义顶点位置 ，顶点颜色 顶点法线
定义方向光源，光源颜色，
渲染一个四边形，光源只对其两个顶点照射：

点光源：point light具有位置和颜色的属性，它在空间中占据一个点，并向四面八方散射，光线照射到某个物体后，反射光的强度与物体表面的法线和入射光线的夹角有关，这一点和方向光泪水，不同的是，因为点光源具有位置属性，所以光线达到每个顶 点的方向与距离不同，并且它还会光源随着物体的距离增大 而衰减，

 1 // 计算点光源，只与顶点位置，顶点法线以及光源位置有关
 2 void  CalculatePointLight (Vertex_PCN  * pVertices,  int  num_vertices) {
 3     float fSpotLightCutoffCos=FastMath::Cos (FastMath::DegreeToRadian (g_fSpotLightCutoff));
 4     for(int i=0;i<num_vertices;i++){
 5         Vector4 vPosition=pVertices[i].m_position *g_world_matrix;
 6         Vector4 vNormal=g_world_matrix.RotateVector (pVertices[i].m_normal );
 7         Vector4 vVertex_to_Light=g_vLightPosition-vPosition;
 8         float light_distance=vVertex_to_Light.NormalizeAndGetLength ();
 9         Vector4 vDistance(1.0,light_distance,light_distance*light_distance);
10         Vector4 vAttenuation=Vector3Dot(vDistance,g_vLightAttenuation);
11         Vector4 vIntensity=Vector3Dot(vNormal,vVertex_to_Light);
12         pVertices[i].m_color +=vIntensity*g_vLightColor/vAttenuation;
13     }
14}

取四边形的一个顶点位置 法线 颜色参与点光源的照射：

使用OpenGL自己定义的函数可以实现方向光，点光源以及聚光灯

 

// 方向光参数light0
   float  vDirection[ 4 ] = {0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f} ; // w=0,表示平行光
   float  vDirAmbientColor[ 4 ] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f} ;
   float  vDirDiffuseColor[ 4 ] = {1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f} ;

      // 点光源参数Light1
   float  vPointPosition[ 4 ] = {0.0f,3.0f, -5.0f, 1.0f} ; // w=1表示点光源
   float  vPoiAmbientColor[ 4 ] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f} ;
   float  vPoiDiffuseColor[ 4 ] = {0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f} ;
   float  vPoiAttenuation[ 4 ] = {2.0f, 1.0f, 0.5f} ;
     
    // 聚光灯参数Light2
   float  vSpotPoint[ 4 ] = {0.0f, 10.0f, 0.0f, 1.0f} ; // w=1
   float  vSpotDirection[ 4 ] = {0.0f, 0.0f,-1.0f, 0.0f} ;
   float  vSpotAmbientColor[ 4 ] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f} ;
   float  vSpotDiffuseColor[ 4 ] = {0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f} ;
   float  vSpotAttenuationg[ 4 ] = {1.0f, 1.0f, 0.0f} ;
   float  mfSpotLightCutoff = 20 ;
   float  mfSpotLightExponent = 5 ;

方向光：

void  Light::SetDirectionLight()  {
        glEnable(GL_LIGHTING);
        glEnable(GL_LIGHT0);
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, vDirection);
}  

点光源：

 

void  Light::SetPointLight () {
           glEnable(GL_LIGHTING);
        glEnable(GL_LIGHT0);
        // `光源位置`
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, vPointPosition);
                // `随距离的衰减值 `
                // 1/(CONSTANT + LINEAR*d + QUADRATIC*d^2) `公式中的CONSTANT,LINEAR,QUADRATIC值`
                glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION,    vPoiAttenuation[0]);
                glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION,    vPoiAttenuation[1]);
                glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION,vPoiAttenuation[2]);

}

聚光灯：

void  Light::SetSpotLight () {
       glEnable(GL_LIGHTING);
       glEnable(GL_LIGHT0);
         // `光源位置`
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, vSpotPoint);
        // `随距离的衰减值`
        // 1/(CONSTANT + LINEAR*d + QUADRATIC*d^2) `公式中的CONSTANT, LINEAR, QUADRATIC值`
        glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION,  vSpotAttenuationg[0]);
        glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION,      vSpotAttenuationg[1]);
        glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, vSpotAttenuationg[2]);
        // `光柱的方向`
        glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, vSpotDirection);
        // `光柱圆锥的一半角度`
        glLightf(GL_LIGHT2, GL_SPOT_CUTOFF, mfSpotLightCutoff);
        // `光柱圆锥的角度衰减`
        glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_EXPONENT, mfSpotLightExponent);
        
);

}