第13讲-OpenGL-光照

3.6OpenGL光照光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性光照概述现实世界中，如果没有光，我们几乎看不到任何东西在OpenGL中，大多数物体在没有光照的情况下，看起来甚至是二维的有光照没有光照光照概述光照通常是在纹理映射之前进行的光照效果：可以看到纹理（贴图）光照可以大幅增加场景的真实感启用光照，将看不到物体表面的颜色信息启用光照，可以看到物体表面的材质信息物体表面的法线，将决定光的反射方向光照概述光照的类型环境光散射光（漫反射光）镜面反射光材质发射光光照概述环境光经过环境多次散射，无法确定其方向的光。光照概述散射光（漫反射光）反射方向是均匀分布在各个方向上的从任何角度看上去，光照效果都是一样的光照概述镜面反射光反射方向是几乎一致的镜面反射可以使物体看起来闪闪发光不同的角度，镜面反射的效果是不一样的光照概述发射光材质发出的发射光用于模拟物体发出的光表面的发射光增加了物体的亮度，它不受光源的影响发射光不会给整个场景增加光线8/38改变环境光改变散射光改变镜面反射光改变发射光光照概述光源类型平行光点光聚光光照概述内容进度光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性创建光源光源的属性颜色位置衰减聚光灯多光源设置光源属性的函数glLightfv(…)glLightf(…)设置光源属性voidglLightfv(GLenumlight,GLintpname,GLfloat*param);功能：设置光源属性参数：light:指定光源（第几盏灯）pname:设置光源的属性param:pname的值，是一个数组指针返回值：无设置光源属性备注：light可取下列值：GL_LIGHT0,GL_LIGHT1,…GL_LIGHT7pname可取下列值：GL_AMBIENT//环境光的颜色（默认黑色）GL_DIFFUSE//散射光的颜色（默认白色或黑色）GL_SPECULAR//镜面反射光（默认白色或黑色）GL_POSITION//光源的位置（默认（0,0,1））GL_SPOT_DIRECTION//聚光灯的方向（默认（0,0,-1））设置光源属性voidglLightf(GLenumlight,GLintpname,GLfloatparam);功能：设置光源属性参数：light:指定光源（第几盏灯）pname:设置光源的属性param:pname的值，是一个浮点数返回值：无设置光源属性备注：light可取下列值：GL_LIGHT0,GL_LIGHT1,…GL_LIGHT7pname可取下列值：GL_SPOT_EXPONENT//聚光指数（默认0.0）GL_SPOT_CUTOFF//聚光截止角（默认180.0）GL_CONSTANT_ATTENUATION//固定衰减因子（默认1.0）GL_LINEAR_ATTENUATION//线性衰减因子（默认0.0）GL_QUADRATIC_ATTENUATION//二次衰减因子（默认0.0）glLightfv举例GLfloatLightAmbient[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//AmbientlightGLfloatLightDiffuse[]={1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};//DiffuselightGLfloatLightSpecular[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//LightSpecularGLfloatLightPosition[]={0.0f,0.0f,30.0f,1.0f};//LightPositionglLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,LightAmbient);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,LightDiffuse);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,LightSpecular);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,LightPosition);glLightf举例GLfloatLightSpotExponent=10.0f;//聚光指数GLfloatLightSpotCutoff=20.0f;//聚光角度glLightf(GL_LIGHT1,GL_SPOT_EXPONENT,LightSpotExponent);glLightf(GL_LIGHT1,GL_SPOT_CUTOFF,LightSpotCutoff);光源的属性颜色环境光颜色散射光颜色镜面反射光颜色例：GLfloatLightAmbient[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//AmbientlightGLfloatLightDiffuse[]={1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};//DiffuselightGLfloatLightSpecular[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//LightSpecularglLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,LightAmbient);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,LightDiffuse);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,LightSpecular);光源的属性位置定向（directional）光源，如太阳位置（x,y,z,w）中w为0，则光源为定向光源定位(positional)光源，如台灯位置（x,y,z,w）中w不为0，则光源为定位光源光源的属性例：//定向光源GLfloatLightPosition[]={0.0,0.0,30.0,0.0f};glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,LightPosition);//定位光源GLfloatLightPosition[]={0.0,0.0,30.0,10.0f};glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,LightPosition);光源的属性衰减定向光源没有衰减定位光源，对其发射光进行衰减1衰减系数＝－－－－－－kc=GL_CONSTANT_ATTENUATIONkl=GL_LINEAR_ATTENUATIONkq=GL_QUADRATIC_ATTENUATIONd为光源位置与顶点之间的距离例：glLightf(GL_LIGHT5,GL_CONSTANT_ATTENUATION,2.0);glLightf(GL_LIGHT5,GL_LINEAR_ATTENUATION,1.0);glLightf(GL_LIGHT5,GL_QUADRATIC_ATTENUATION,0.5);kc+kld+kqd2光源的属性聚光灯聚光灯是一种定位光源，需要指定其位置截止角，GL_SPOT_CUTOFFGL_SPOT_CUTOFF默认值180，聚光灯特性被禁用除默认值外，它的取值范围[0.0,90.0]例：glLightf(GL_LIGHT0,GL_SPOT_CUTOFF,45.0);光源的属性聚光灯方向，GL_SPOT_DIRECTION（轴线方向）默认方向（0.0,0.0,-1.0）例：GLfloatspot_direction[]={-1.0,-1.0,0.0};glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPOT_DIRECTION,spot_direction);聚光指数，GL_SPOT_EXPONENT默认为0.0，轴线处光强最大聚光指数越大，光源的聚焦效果越高例：glLightf(GL_LIGHT1,GL_SPOT_EXPONENT,5.0)光源的属性多光源OpenGL至少允许在场景中使用8个光源（甚至更多，这取决于opengl实现）GL_LIGHT0,GL_LIGHT1,GL_LIGHT2,……,GL_LIGHT7使用多个光源将会降低性能启用光源要在OpenGL环境中使用光照，需要告诉OpenGL系统启用光源启用光源分为两步开启光源1，开启光源2，…………开启光照渲染开启光源iglEnable(GL_LIGHTi);//i是从0到7之间的整数开启光照渲染glEnable(GL_LIGHTING);禁用光源禁用光源分为两种情况禁用指定光源禁用光照渲染（禁用所有光源）禁用光源glDisable(GL_LIGHTi);//i是从0到7之间的整数禁用光照渲染glDisable(GL_LIGHTING);内容进度光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性选择光照模型OpenGL光照模型包括4项内容全局环境光强度观察点靠近场景还是位于无穷远处单面光照或双面光照镜面反射颜色是否独立于环境颜色、散射颜色（OpenGL1.4）选择光照模型的函数glLightModelfv(…);glLightModeli(…);选择光照模型voidglLightModelfv(GLenumpname,GLfloat*param);功能：选择光照模型参数：pname:光照模型的类型param:该类型值的数组地址返回值：无备注：pname可以取值为：GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT整个场景的RGBA强度(0.2,0.2,0.2,1.0)选择光照模型全局环境光即使没有其他光源，也可以看到场景中的物体例：设置全局环境光颜色GLfloatlmodel_ambient[]={0.2,0.2,0.2,1.0};glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT,lmodel_ambient);选择光照模型voidglLightModeli(GLenumpname,GLintparam);功能：选择光照模型参数：pname:光照模型的类型param:该类型的值返回值：无备注：pname可以取值为：GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER//观察点是否无穷远(GL_FALSE)GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE//单面还是双面光照(GL_FALSE)选择光照模型观察点靠近物体还是无穷远在视点无穷远的情况下，场景中任何顶点到视点的方向都是同一常数。否则，则不然，但效果会更加真实例：指定观察点无穷远glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER,GL_TRUE);选择光照模型单面光照或双面光照多边形的正面和背面是否都需要光照例：指定双面光照glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE,GL_TRUE);内容进度光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性指定材质属性启用光照时，物体顶点的颜色信息将被忽略启用光照时，物体顶点的颜色取决于光源的颜色和物体材质的颜色指定材质属性材质的属性环境颜色散射颜色镜面反射颜色光洁度发射光颜色决定物体表面颜色的因素材质的属性光源的属性光照模型指定材质属性指定材质属性的函数glMaterialfv(…)指定材质属性voidglMaterialfv(GLenumface,GLenumpname,GLfloat*param);功能：指定材质属性参数：face:指定正面或背面的材质pname:指定要设置哪种材质属性param:属性值的数组地址返回值：无指定材质属性备注：face可取如下值：GL_FRONTGL_BACKGL_FRONT_AND_BACKpname可取如下值：GL_AMBIENT(0.2,0.2,0.2,1.0)GL_DIFFUSE(0.8,0.8,0.8,1.0)GL_AMBIENT_AND_DIFFUSEGL_SPECULAR(0.0,0.0,0.