OpenGL编程指南-光照

OpenGL通过光源、材料和光照模型，渲染光照物体，模拟现实世界

1.光源

1.创建光源
OpenGL至少支持8个光源，即GL_LIGHT0到GL_LIGHT7，可以使用glEnable开启光源
2.设置光源属性

设置光源方向：glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION,position)
设置环境光：glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,light_ambient);环境光是那些在环境中进行了充分的散射，无法分辨器方向的光，它似乎是来自所有方向。环境光的特点是：照射在物体上的光来自周围各个方向，又均匀地向各个方向反射。
设置漫反射光：glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,light_diffuse);漫放射光是一组来自特定方向，具有方向性的光。漫反射的特点是：光源来自一个方向，反射光均匀地射向各个方向。
设置镜面光：glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,light_specular);镜面光与漫反射光一样是具有方向性的。高强度的镜面光会在被照射的物体的表面上形成亮点。对于这种理想的反射面，镜面反射的光强要比环境光和漫反射的光强高出很多倍。

2.材质

OpenGL 用材料对光的红、绿、蓝三原色的反射率来近似定义材料的颜色。像光源一样，材料颜色也分成环境、漫反射和镜面反射成分，它们决定了材料对环境光、漫反射光和镜面反射光的反射程度。
1.指定材质
glMaterialfv(GLenum face,GLenum pname,TYPE param);

1 GL_FRONT(正面)，GL_BACK(反面)，GL_FRONT_AND_BACK(正反两面)。

2 GL_AMBIENT、GL_DIFFUSE、GL_SPECULAR属性。这三个属性与光源的三个对应属性类似，每一属性都由四个值组成。

GL_AMBIENT表示各种光线照射到该材质上，经过很多次反射后最终遗留在环境中的光线强度（颜色）。

GL_DIFFUSE 表示光线照射到该材质上，经过漫反射后形成的光线强度（颜色）。

GL_SPECULAR表示光线照射到该材质上，经过镜面反射后形成的光线强度（颜色）。

通常，GL_AMBIENT和GL_DIFFUSE都取相同的值，可以达到比较真实的效果。使用GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE可以同时设置GL_AMBIENT和GL_DIFFUSE属性。

3 GL_SHININESS属性。该属性只有一个值，称为“镜面指数”，取值范围是0到128。该值越小，表示材质越粗糙，点光源发射的光线照射到上面，也可以产生较大的亮点。该值越大，表示材质越类似于镜面，光源照射到上面后，产生较小的亮点。

4 GL_EMISSION属性。该属性由四个值组成，表示一种颜色。OpenGL认为该材质本身就微微的向外发射光线，以至于眼睛感觉到它有这样的颜色，但这光线又比较微弱，以至于不会影响到其它物体的颜色。

5 GL_COLOR_INDEXES属性。该属性仅在颜色索引模式下使用，由于颜色索引模式下的光照比RGBA模式要复杂，并且使用范围较小，这里不做讨论。

3.光照模型

1.全局环境光强度
GLfloat ambient[]={0.2,0.2,0.2,1.0};
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT,lmodel_ambient);
2.局部的观察点或无限远的观察点
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER,GL_TRUE);
这个观察点放在视觉坐标系(0,0,0)的位置。如果想把观察点切换到无限远处，可以通过传递参数GL_FALSE。
3.双面光照
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE,GL_TRUE)。
4.辅助镜面颜色
典型的光照计算中，分别计算环境光，散射光，镜面反射光和发射光的贡献，然后进行叠加，而在这之后进行纹理映射的话，镜面反射区可能被覆盖，为了解决这个问题，
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL,
GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR);
这样，每个顶点光照计算将产生两种颜色，主颜色和辅助颜色，前者包含所有非镜面反射光照的贡献，后者是所有镜面反射光照的总贡献。纹理映射的时候只将主颜色和纹理颜色混合起来，执行完纹理映射后，再将主颜色和纹理颜色的混合结果与辅助颜色混合起来。