libGDX：灯光效果实现一（实现一个点光源）

One_Month

已于 2023-03-12 22:28:09 修改

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分类专栏： Android 文章标签： android LibGDX

于 2023-03-05 22:24:52 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/One_Month/article/details/129352366

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国内的libGDX文章很少，特别是libGDX实现灯光效果，所以就开始总结灯光效果的实现

1.Box2dLights库功能简介

库版本：1.5

目前Box2dLights提供了以下几种灯光效果模拟

PointLight:点光源，就是中心点发光，向周围辐射，所以这个光源模拟的效果总是圆形的
ConeLight:圆锥光源，也是从一点发光，但是光照角度和范围可以控制，像手电筒或投影仪那种
DirectionalLight:模拟无限远的光源，光照效果不会随着距离和方向变弱，所以经常用来模拟阳光
ChainLight:链式灯光，我们可以通过定义顶点更灵活的控制灯光模拟形状（比如让一个自定义的Body周围发光）

绿色的框是为了方便看到Body位置，使用Box2DDebugRenderer渲染的

工欲善其事，必先利其器，工具集合
gdx-setup.jar

1. 从libGDX官网下载项目生成工具

https://libgdx.com/wiki/start/setup

2.配置项目

setup配置.png

Output folder和Android SDK设置自己的，扩展库选择Box2d和Box2dlights,然后生成项目

3.配置ApplicationConfiguration，初始化ApplicationListener

由于是演示项目，所以直接使用系统创建好的Activity实现类

public class AndroidLauncher extends AndroidApplication {
   @Override
   protected void onCreate (Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      AndroidApplicationConfiguration config = new AndroidApplicationConfiguration();
      config.a = 8;
      config.r = 8;
      config.g = 8;
      config.b = 8;
      initialize(new PointLightTest(), config);
   }
}

initialize的第一个参数后面的每个例子都会改成需要的那个类

4.创建一个PointLight

点光源.png

public class PointLightTest implements ApplicationListener {
   /** the camera **/
   OrthographicCamera camera;
   RayHandler rayHandler;
   World world;

   @Override
   public void create() {
      // 1. 创建正交投影相机，这里设置的视口直接就是屏幕大小
      camera = new OrthographicCamera(Gdx.graphics.getWidth(), Gdx.graphics.getHeight());
      // 2.把相机放到屏幕中心 这两步是为了更直观的看到映射后的效果，不用去计算灯光位置什么
      // 的，都放到中心显示
      camera.position.set(Gdx.graphics.getWidth() / 2f,Gdx.graphics.getHeight() / 2f, 0);
      // 3.更新相机
      camera.update();
      // 4.创建物理世界
      world = new World(new Vector2(0, -10), true);
      // 5.创建光束处理器(核心)
      rayHandler = new RayHandler(world);
      // 6.创建一个点光源
      new PointLight(rayHandler, 100, Color.RED, 150f, Gdx.graphics.getWidth() / 2f, Gdx.graphics.getHeight() / 2f);
   }

   @Override
   public void resize(int width, int height) {
      camera.viewportWidth = width;
      camera.viewportHeight = height;
      camera.update();
   }

   @Override
   public void render() {
      Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
      world.step(1/60f, 8, 3);
      rayHandler.setCombinedMatrix(camera);
      rayHandler.updateAndRender();
   }

   @Override
   public void pause() {

   }

   @Override
   public void resume() {

   }

   @Override
   public void dispose() {
      rayHandler.dispose();
   }
}

点光源的参数

rayHandler：我们创建的RayHandler对象
rays：光束个数，数量越大效果越逼真，但是性能消耗也越大，推荐最大不超过128
color：灯光颜色
distance 灯光的辐射距离，越大，灯光辐射的越远
x:灯光在world中的横向中心点
y:灯光在world中的纵向中心点

5.创建一个ConeLight

public class ConeLightTest implements ApplicationListener {
    /** the camera **/
    OrthographicCamera camera;
    RayHandler rayHandler;
    World world;

    @Override
    public void create() {
        camera = new OrthographicCamera(Gdx.graphics.getWidth(), Gdx.graphics.getHeight());
        camera.position.set(Gdx.graphics.getWidth() / 2f,Gdx.graphics.getHeight() / 2f, 0);
        camera.update();
        world = new World(new Vector2(0, -10), true);
        rayHandler = new RayHandler(world);
        new ConeLight(rayHandler, 100, Color.RED, 500f, Gdx.graphics.getWidth() / 2f, Gdx.graphics.getHeight() / 2f, 90, 60);
    }

    @Override
    public void resize(int width, int height) {
        camera.viewportWidth = width;
        camera.viewportHeight = height;
        camera.update();
    }

    @Override
    public void render() {
        Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        world.step(1 / 60f, 8, 3);
        rayHandler.setCombinedMatrix(camera);
        rayHandler.updateAndRender();
    }

    @Override
    public void pause() {

    }

    @Override
    public void resume() {

    }

    @Override
    public void dispose() {
        rayHandler.dispose();
    }
}

和点光源一样的配置，将AndroidLauncher的initialize参数改为ConeLightTest,ConeLight的参数和点光源差不多，多了2个参数

directionDegree: 光源方向，逆时针为正方向示例代码设置的90，0的话就是向右
coneDegree: 锥形光的跨越角度示例代码设置的60

6. 创建一个DirectionalLight

public class DirectionalLightTest implements ApplicationListener {
    /** the camera **/
    OrthographicCamera camera;
    RayHandler rayHandler;
    World world;
    protected Body body;
    protected Box2DDebugRenderer mWorldDebugger;
    private int viewportWidth = 0;
    private int viewportHeight = 0;

    @Override
    public void create() {
        viewportWidth = Gdx.graphics.getWidth();
        viewportHeight = Gdx.graphics.getHeight();
        camera = new OrthographicCamera(viewportWidth, viewportHeight);
        camera.position.set( viewportWidth/ 2f,viewportHeight/ 2f, 0);
        camera.update();
        world = new World(new Vector2(0, -10), true);
        mWorldDebugger = new Box2DDebugRenderer();
        makeBody();
        rayHandler = new RayHandler(world);
        new DirectionalLight(rayHandler, 100, Color.WHITE, 0);
    }

    private void makeBody() {
        CircleShape ballShape = new CircleShape();
        ballShape.setRadius(50f);

        FixtureDef fixtureDef = new FixtureDef();
        fixtureDef.shape = ballShape;

        BodyDef bodyDef = new BodyDef();
        bodyDef.type = BodyDef.BodyType.StaticBody;

        bodyDef.position.x = viewportWidth/ 2f;
        bodyDef.position.y = viewportHeight / 2f;
        body = world.createBody(bodyDef);
        body.createFixture(fixtureDef);
        ballShape.dispose();
    }

    @Override
    public void resize(int width, int height) {
        camera.viewportWidth = width;
        camera.viewportHeight = height;
        camera.update();
    }

    @Override
    public void render() {
        Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        world.step(1 / 60f, 8, 3);
        rayHandler.setCombinedMatrix(camera);
        rayHandler.updateAndRender();
        mWorldDebugger.render(world, camera.combined);
    }

    @Override
    public void pause() {

    }

    @Override
    public void resume() {

    }

    @Override
    public void dispose() {
        rayHandler.dispose();
    }
}

看到上面的效果图，可能很多疑问，这是什么鬼。
这个光源比较特殊，他就是无限长的光，参数也比较少

rayHandler: 和之前一样，RayHandler对象
rays：光束个数
color：灯光颜色示例设置的白色
directionDegree：灯光照射角度，逆时针为正方向

这个光源设置后，如果画面上没有其他东西，就显示一个白屏，这就是这个光的特性，各处都照亮，所以一个屏幕都是白色，所以需要加上一个参照物，也就是示例代码和之前的多了一个body,光线照到body，然后被body遮挡就会显示阴影，也就成了上面示意图的模样，如果设置角度90，阴影就是朝上。

7.创建一个ChainLight

public class ChainLightTest implements ApplicationListener {
    /** the camera **/
    OrthographicCamera camera;
    RayHandler rayHandler;
    World world;
    protected Body body;
    protected Box2DDebugRenderer mWorldDebugger;
    private int viewportWidth = 0;
    private int viewportHeight = 0;
    private ChainLight chainLight;
    private float bodyWidth = 50;
    private float bodyHeight = 50;
    @Override
    public void create() {
        RayHandler.setGammaCorrection(true);
        viewportWidth = Gdx.graphics.getWidth();
        viewportHeight = Gdx.graphics.getHeight();
        camera = new OrthographicCamera(viewportWidth, viewportHeight);
        camera.position.set( viewportWidth/ 2f,viewportHeight/ 2f, 0);
        camera.update();
        world = new World(new Vector2(0, -10), true);
        mWorldDebugger = new Box2DDebugRenderer();
        makeBody();
        rayHandler = new RayHandler(world);
        rayHandler.setAmbientLight(Color.GRAY);

        float[] vertices = new float[] {-bodyWidth / 2, -bodyHeight / 2,
                bodyWidth / 2, -bodyHeight / 2,
        bodyWidth / 2, bodyHeight / 2,
        -bodyWidth / 2, bodyHeight / 2,
                -bodyWidth / 2, -bodyHeight / 2};
        chainLight = new ChainLight(rayHandler, 100, Color.WHITE, 500, -1,
                vertices);
        chainLight.attachToBody(body, 0);
    }

    private void makeBody() {
        PolygonShape ballShape = new PolygonShape();
        ballShape.setAsBox(bodyWidth / 2, bodyHeight / 2);
        FixtureDef fixtureDef = new FixtureDef();
        fixtureDef.shape = ballShape;

        BodyDef bodyDef = new BodyDef();
        bodyDef.type = BodyDef.BodyType.StaticBody;

        bodyDef.position.x = viewportWidth/ 2f;
        bodyDef.position.y = viewportHeight / 2f;
        body = world.createBody(bodyDef);
        body.createFixture(fixtureDef);
        ballShape.dispose();
    }

    @Override
    public void resize(int width, int height) {
        camera.viewportWidth = width;
        camera.viewportHeight = height;
        camera.update();
    }

    @Override
    public void render() {
        Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        world.step(1 / 60f, 8, 3);
        rayHandler.setCombinedMatrix(camera);
        rayHandler.updateAndRender();
        mWorldDebugger.render(world, camera.combined);
    }

    @Override
    public void pause() {

    }

    @Override
    public void resume() {

    }

    @Override
    public void dispose() {
        rayHandler.dispose();
    }
}

ChainLight参数不一样的是

rayDirection: 源码示例给的是1和-1 这个值其实代表发光角度，也可以设置其他数
chain: 顶点数组
ChainLight根据顶点确定发光体形状，rayDirection和chain的简单规律是

>> 1.1 如果是逆时针加入顶点 -1代表外部发光  1代表内部发光
>> 1.2 如果是顺时针加入顶点 -1代表内部发光  1代表外部发光

ChainLight比较特殊是必须依附于Body，Body决定了他的位置，示例是让一个正方形Body外围发光,顶点按照逆时针顺序添加。
唯一不接的一点是明明最后将原点设置为最后一个顶点，但是左下角却没有发光，不晓得是不是这个库的BUG

如果想定义圆形发光，比矩形麻烦点，需要很多个顶点，这些顶点连线形成这个圆形

RayHandler还有很多属性可以设置来加强模拟效果，可以多出尝试

注意：

如果没有调用RayHandler的serAmbinetLight设置环境光，而且开启了RayHandler模拟的话，界面是会一团黑的，你界面上绘制其他Actor是看不见的，除非有光照到他们
除了DirectionalLight，其他灯光都可以attachToBody

文章参考资料

https://github.com/libgdx/box2dlights