概念

冯氏光照模型的主要结构由3个分量组成：环境(Ambient)、漫反射(Diffuse)和镜面(Specular)光照。所有向量都进行归一化（normalize）
P h o n g = ( A m b i e n t + D i f f u s e + S p e c u l a r ) ∗ o b j e c t C o l o r Phong=(Ambient+Diffuse+Specular) * objectColor Phong=(Ambient+Diffuse+Specular)∗objectColor
环境光：用光的颜色乘以一个很小的常量环境因子，再乘以物体的颜色
A m b i e n t = A m b i e n t S t r e n g t h ∗ L i g h t C o l o r Ambient = AmbientStrength * LightColor Ambient=AmbientStrength∗LightColor
漫反射:漫反射分量均匀的向四周传播，因此与视线无关，光线垂直于表面的分量。（光线与法向量成钝角时漫反射不得为负）
D i f f u s e = K d ∗ L i g h t C o l o r ∗ m a x ( 0 , d o t ( l i g h t D i r , n ) ) Diffuse=K_d*LightColor*max(0,dot(lightDir,n)) Diffuse=Kd∗LightColor∗max(0,dot(lightDir,n))
镜面反射：也叫高光。与平面反射光和视角有关。求解方法也是区分Phong和BlinnPhong的关键。后者引入半角向量(半程向量)(Halfway Vector).
S p e c u l a r = s p e c u l a r S t r e n g t h ∗ s p e c ∗ l i g h t C o l o r Specular=specularStrength * spec * lightColor Specular=specularStrength∗spec∗lightColor
Phong:
S p e c = p o w ( m a x ( d o t ( v i e w D i r , r e f l e c t D i r ) , 0.0 ) , s h i n i n e s s ) Spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), shininess) Spec=pow(max(dot(viewDir,reflectDir),0.0),shininess)
BlinnPhong:
S p e c = p o w ( m a x ( d o t ( n o r m a l , h a l f w a y D i r ) , 0.0 ) , s h i n i n e s s ) Spec = pow(max(dot(normal, halfwayDir), 0.0), shininess) Spec=pow(max(dot(normal,halfwayDir),0.0),shininess)
h a l f w a y D i r = l i g h t D i r + v i e w D i r halfwayDir=lightDir+viewDir halfwayDir=lightDir+viewDir
其中，shininess值越小，高光区域的半径越大，shininess值越大，高光区域的半径越小。Phong中观察向量和反射向量间的夹角大于90度高光就会为0，当物体的反光度( shininess）非常小时，它产生的镜面高光半径足以让这些相反方向的光线对亮度产生足够大的影响。例：非常倾斜的光线照射地板。这样的改动，能够修复 Phong光照模型的边界突然截止的问题。
半程向量与表面法线的夹角通常会小于观察与反射向量的夹角。所以，如果你想获得和冯氏着色类似的效果，就必须在使用Blinn-Phong模型时将镜面反光度设置更高一点。通常我们会选择冯氏着色时反光度分量的2到4倍。
https://learnopengl-cn.github.io/05%20Advanced%20Lighting/01%20Advanced%20Lighting/

补充

法线矩阵(Normal Matrix)

不等比缩放会导致原本模型法线在变换后不垂直于表面，需要使用法线矩阵进行转换。
法线矩阵被定义为「模型矩阵左上角3x3部分的逆矩阵的转置矩阵」
N o r m a l = m a t 3 ( t r a n s p o s e ( i n v e r s e ( m o d e l ) ) ) ∗ a N o r m a l ; Normal = mat3(transpose(inverse(model))) * aNormal; Normal=mat3(transpose(inverse(model)))∗aNormal;
矩阵求逆开销较大，最好先在CPU上计算出法线矩阵，再通过uniform把它传递给着色器（就像模型矩阵一样）。

反射方向求解

GLSL有内置函数reflect，求解原理如上图。

// i为入射光线，n为法线
float3 reflect( float3 i, float3 n )
{return i - 2.0 * n * dot(n,i);
}

Shader

VertexShader

 attribute vec3 aVertexPosition;attribute vec3 aNormalPosition;attribute vec2 aTextureCoord;uniform mat4 uModelViewMatrix;uniform mat4 uProjectionMatrix;varying highp vec2 vTextureCoord;varying highp vec3 vFragPos;varying highp vec3 vNormal;void main(void) {vFragPos = aVertexPosition;vNormal = aNormalPosition;gl_Position = uProjectionMatrix * uModelViewMatrix * vec4(aVertexPosition, 1.0);vTextureCoord = aTextureCoord;}

fragment

 uniform sampler2D uSampler;//binnuniform vec3 uKd;uniform vec3 uKs;uniform vec3 uLightPos;uniform vec3 uCameraPos;uniform float uLightIntensity;uniform int uTextureSample;varying highp vec2 vTextureCoord;varying highp vec3 vFragPos;varying highp vec3 vNormal;void main(void) {vec3 color;//检测有无纹理if (uTextureSample == 1) {color = pow(texture2D(uSampler, vTextureCoord).rgb , vec3(2.2));} else {color = uKd;}
vec3 ambient = 0.05 * color;vec3 lightDir = normalize(uLightPos - vFragPos);vec3 normal = normalize(vNormal);float diff = max(dot(lightDir , normal), 0.0);float light_atten_coff = uLightIntensity / length(uLightPos - vFragPos);vec3 diffuse = diff * light_atten_coff * color;vec3 viewDir = normalize(uCameraPos - vFragPos);float spec = 0.0;//Phong
// vec3 reflectDir = reflect(-lightDir , normal);
// spec = pow (max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), 35.0);
vec3 halfwayDir =  normalize(lightDir+viewDir);
spec = pow (max(dot(normal, halfwayDir), 0.0), 35.0);
vec3 specular = uKs * light_atten_coff * spec;gl_FragColor = vec4(pow((ambient + diffuse + specular), vec3(1.0/2.2)), 1.0);}

glsl 中浮点型精度被分为 lowp，mediump， highp 三种。一般来说顶点的位置会选用highp， texture coordinate 选用mediump，colors 选用lowp。

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【图形学】布林冯BlinnPhong

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