OpenGL ES for Android多光源

最新推荐文章于 2024-10-28 09:00:00 发布

塞尔维亚大叔

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本文详细介绍如何在计算机图形学中结合使用定向光、点光源和聚光灯，通过定义不同的结构体和计算方法，实现复杂光照效果。文章展示了如何在GLSL中定义光源，包括定向光、点光源和聚光灯，并提供了计算光照效果的具体代码。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

简介

在学习过光照，材质，投光物之后，现在我们把这些效果结合起来。我们显示这样的效果：在阳光照射下，有几个点光源，同时有一个聚光灯，此时在不同位置的物体被光照的效果。

要定义多个光源，那么就需要定义不同的结构体，同时我们分开来不同的光照计算，使代码更清晰，GLSL定义方法和C相似，不过需要先声明，然后再定义，如下:

  void calc();  //声明一个函数
 
  void calc()    //定义一个函数
  { 
      //函数代码
  }

我们先定义定向光，结构体定义为:

  // 定向光
  struct DirLight {
      vec3 direction;
 
      vec3 ambient;
      vec3 diffuse;
      vec3 specular;
  };
  uniform DirLight dirLight;

再定义一个计算定向光照的方法calcDirLight，我们在main函数中调用calcDirLight即可得到结果:

  ……
  vec3 calcDirLight(DirLight light, vec3 viewDir);
 
 
  void main() {
      vec3 viewDir = normalize(-fragPos);
      // 计算定向光
      vec3 result = calcDirLight(dirLight, viewDir);
 
      gl_FragColor = vec4(result, 1.0);
  }
  // 计算光照
  vec3 calcDirLight(DirLight light, vec3 viewDir) {
      ……
      // 结果
      return (ambient + diffuse + specular);
  }

定向光的计算可以参考前面的章节，这里不再赘述。

点光源的定义，我们这里使用数组保存四个点光源的数据，计算时也是使用for循环分别计算，然后把结果相加:

  // 点光源
  struct PointLight {
  ……
  };
  #define NR_POINT_LIGHTS 4
  uniform PointLight pointLights[NR_POINT_LIGHTS];
  ……
  vec3 calcPointLight(PointLight light, vec3 viewDir);
 
  void main() {
      vec3 viewDir = normalize(-fragPos);
      // 计算定向光
      vec3 result = calcDirLight(dirLight, viewDir);
      // 计算点光源
      for (int i = 0; i < NR_POINT_LIGHTS; i++){
          result += calcPointLight(pointLights[i], viewDir);
      }
      gl_FragColor = vec4(result, 1.0);
  }
  // 计算点光源
  vec3 calcPointLight(PointLight light, vec3 viewDir){
      ……
      // 结果
      return (ambient + diffuse + specular);
  }

需要注意的是，在传入点光源的数据时，传入的参数名需要以：pointLights[索引] 开头。

最后是聚光的效果:

  //聚光灯
  struct SpotLight {
      ……
  };
  uniform SpotLight spotLight;
  ……
  vec3 calcSpotLight(SpotLight light, vec3 viewDir);
 
  void main() {
      vec3 viewDir = normalize(-fragPos);
      // 计算定向光
      vec3 result = calcDirLight(dirLight, viewDir);
      // 计算点光源
      for (int i = 0; i < NR_POINT_LIGHTS; i++){
          result += calcPointLight(pointLights[i], viewDir);
      }
      // 计算聚光
      result += calcSpotLight(spotLight, viewDir);
 
      gl_FragColor = vec4(result, 1.0);
  }
  ……
  // 计算聚光
  vec3 calcSpotLight(SpotLight light, vec3 viewDir){
      ……
      // 结果
      return (ambient + diffuse + specular);
  }

最后传入我们定义的物体和光数据即可，效果图如下: