OpenGL.光照模型

光照

• 分析一下光照是怎么个回事
  
  • 光源被认为有四种
    
    • 点光源：从一点向四面八方发出光线
    • 聚光灯：从一点朝一个方向发出光线，且只在一定的角度内有光，离中心越近越亮
    • 无穷远：平行光
    • 环境光：错综复杂的给每处物体都均匀的打光
  • 材质有三种，也就是对光有三种反射
    
    • 镜面反射面：镜面反射光
    • 漫反射 ：均匀反射光
    • 透明面：折射光

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Phong光照明模型

• 这个人叫Phong不用怀疑了
• 光线被分成了三类，分别用三个参数来刻画
  
  • 漫反射光：Ldr，Ldg，Ldb
  • 镜面反射光：Lsr，Lsg，Lsb
  • 环境光：Lar，Lag，Lab
  • 光线怎么能这样分？其实这只是计算的一种模型，并没有物理意义
• 材质被分为了三个属性，也分别用三个参数来刻画
  
  • 漫反射系数：Rdr，Rdg，Rdb
  • 镜面反射系数：Rsr，Rsg，Rsb
  • 环境反射系数：Rar，Rag，Rab
• 对于一个顶点，有四个向量来刻画其光照
  
  • 法向量 n
  • 入射向量 l
  • 理想反射向量 r
  • 视线向量 v
  • 且均规定为以顶点为起点的单位向量
  • 
• 计算的时候也分为镜面、漫和环境三类，之后再叠加起来即得到光照下的颜色

向量nlvr

• 向量n由程序指定，glNormal
• 向量l为顶点指向光源位置的单位向量
• 向量v为顶点指向相机位置的单位向量
• 向量r由公式求得，在n为单位向量下，l 无论是不是单位向量
  $$r=2*(l·n)*n-l$$

求解颜色

• 漫反射
  $$Id = Rd*max(l·n,0)*Ld$$
  
  • Rd为漫反射系数，讲道理应该在0到1之间
  • Ld为漫反射光的强度
  • l·n为入射方向和法向二者夹角的cos值，也就是说入射方向与法向夹角越大，认为漫反射的衰减越强。超过90度则cos为负，但光强没有负值，且超过90度就认为漫反射不起作用，所以乘0
• 镜面反射