第十一章 opengl之光照（多光源）

最新推荐文章于 2025-02-09 23:31:22 发布

Re_view

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分类专栏： OPGENGL 文章标签：开发语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Re_view/article/details/129403283

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本文介绍了如何在OpenGL中实现多光源效果，包括定向光和点光源的计算，并封装到GLSL函数中。通过结构体存储光源信息，使用uniform传递给片段着色器，然后在main函数中逐个计算光源对片段的影响，最后合并得到片段的最终颜色。点光源还涉及了距离衰减的计算。

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OpenGL

多光源

多光源

之前章节分享到了OpenGL中光照的知识，其中包括冯氏着色(Phong Shading)、材质(Material)、光照贴图(Lighting Map)以及不同种类的投光物(Light Caster)。该章节需要结合之前知识，创建一个包含六个光源的场景。分别是：定向光，四个点光源，一个手电筒
在场景中使用多个光源，需要把光照计算封装到GLSL函数中。
因为每种光源都需要一种不同的计算方法，封装后更好理解和使用。

补充：GLSL中的函数和C函数类似，它有一个函数名、一个返回值类型，如果函数不是在main函数之前声明的，我们还必须在代码文件顶部声明一个原型。我们对每个光照类型都创建一个不同的函数：定向光、点光源和聚光。

我们需要有一个单独的颜色向量代表片段的输出颜色。对于每一个光源，它对片段的贡献颜色将会加到片段的输出颜色向量上。所以场景中的每个光源都会计算它们各自对片段的影响，并结合为一个最终的输出颜色。大体的结构会像是这样：

out vec4 FragColor;

void main()
{
   
  // 定义一个输出颜色值
  vec3 output;
  // 将定向光的贡献加到输出中
  output += someFunctionToCalculateDirectionalLight();
  // 对所有的点光源也做相同的事情
  for(int i = 0; i < nr_of_point_lights; i++)
    output += someFunctionToCalculatePointLight();
  // 也加上其它的光源（比如聚光）
  output += someFunctionToCalculateSpotLight();

  FragColor = vec4(output, 1.0);
}

定向光

在片段着色器中定义一个函数用于计算定向光相应片段的贡献。首先，需要定义一个定向光最少需要的变量。把这些变量存储在一个DirLight的结构体中，并将其定义成一个uniform：

struct DirLight {
   
    vec3 direction;

    vec3 ambient;
    vec3 diffuse;
    vec3 specular;
};  
uniform DirLight dirLight;

把uniform类型的dirLight传入下面的函数：

vec3 CalcDirLight

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