OpenGL学习之路18---- 点光源

最新推荐文章于 2024-08-17 16:18:15 发布

原创

最新推荐文章于 2024-08-17 16:18:15 发布 · 5.1k 阅读

12 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#opengl

代码放在github上

根据教程：ogldev一步步开始，记录学习历程

之前学习了三个基于平行光的光照模型，相关博文如下：

OpenGL学习之路15—-环境光

OpenGL学习之路16—- 漫射光

OpenGL学习之路17—- 镜面反射光

平行光没有起点，通过方向向量来表示，不会随着距离增大而衰减

点光源

点光源即为有起点的光源，有衰减现象(即离光源越远光线越弱)。生活中常见的点光源为电灯泡。

点光源的衰减：
光线强度离光源的距离平方成反比，数学原理公式如下：
这里写图片描述
我们可以根据这个公式来计算点光源的亮度，但是在3D图形中，这样的效果并不是很好。如果距离很近时，光强便接近无限大，所以将公式进行微整：

- 分母上添加了三个衰减参数：一个常量参数、一个线性参数和一个指数参数
- 当常量参数设为1，此时就算距离很小，也不会产生无限大的光强，起到滤波的作用，过滤掉不正常数据
- 线性参数用来控制缓慢的衰减效果
- 指数因子可以控制迅速的衰减效果

点光源的结构体表示：

struct BaseLight
{
    Vector3f Color;
    float AmbientIntensity;
    float DiffuseIntensity;
};

struct PointLight : public BaseLight
{
    Vector3f Position;

    struct
    {
        float Constant;
        float Linear;
        float Exp;
    } Attenuation;

};

首先是跟平行光共同拥有的元素：光的颜色，环境光强度和漫射光强度
其次是点光源自身的位置
还有上面讲到的为了计算衰减后的光强的三个参数

实现点光源

因为之前所有光源实现部分都是在我们的主程序中实现，使得主程序有些臃肿，现在把光源实现部分都放在opengl_light.h中。

首先定义光源的结构体，用来表示光源：

struct BaseLight
{
    Vector3f Color;
    float AmbientIntensity;
    float DiffuseIntensity;

    BaseLight()
    {
        LoadVector3(Color,0.0f, 0.0f, 0.0f);
        AmbientIntensity = 0.0f;
        DiffuseIntensity = 0.0f;
    }
};

struct DirectionalLight:public BaseLight
{

    Vector3f Direction;

    DirectionalLight()
    {
        LoadVector3(Direction,0.0f, 0.0f, 0.0f);
    }
};

struct PointLight : public BaseLight
{
    Vector3f Position;

    struct
    {
        float Constant;
        float Linear;
        float Exp;
    } Attenuation;

    PointLight()
    {
        LoadVector3(Position, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
        Attenuation.Constant = 1.0f;
        Attenuation.Linear = 0.0f;
        Attenuation.Exp = 0.0f;
    }
};

点光源和平行光都有的部分用BaseLight结构体来封装
平行光的特殊参数是方向向量，而点光源是光源位置，点光源通过自身位置和物体位置，在着色器中计算光线方向

定义一个Light类，用来获得Uniform变量的索引，传递Uniform变量的值。

class Light
{
public:
    Light(GLuint ShaderProgram)
    {
        m_shaderProg = ShaderProgram;
    }
    bool GetUniformLocations();
    void SetDirectionalLight(const DirectionalLight& Light);
    void SetEyeWorldPos(const Vector3f& EyeWorldPos);
    void SetMatSpecularIntensity(float Intensity);
    void SetMatSpecularPower(float Power);
    void SetPointLights(unsigned int NumLights, const PointLight* pLights);

private:
    static const unsigned int MAX_POINT_LIGHTS = 2;

    GLuint m_shaderProg;

    GLuint m_eyeWorldPosLocation;
    GLuint m_matSpecularIntensityLocation;
    GLuint m_matSpecularPowerLocation;
    GLuin