OpenGL的环境光、点光源、聚光灯、方向光、材质的定义。

一个模型受光照后最终呈现的颜色，由三种因素决定：光的种类、物体表面的材质。

对以上三种影响因素进行分类：常见的光被分为4种、物体表面的材质通常受3种因素影响（漫反射、镜面反射、表面纹理）。

光的定义有很多参数可以调整，而且一个三维场景中还可以放入很多种类的光、影响材质的漫反射和镜面反射也有很多参数可以调整。所以，最终呈现出的效果是可以有很多种情况的。

4种常见光分别为：

环境光：影响因素为强度、颜色。这种类型的光源来自空间中的任何地方，并以相同的方式照亮所有物体。
点光源：影响因素为强度、颜色、位置、衰减因素。
聚光灯：影响因素为强度、颜色、位置、衰减因素、方向、夹角。(聚光灯就是在点光源的基础之上加上了方向和夹角的概念)
方向光：影响因素为颜色、方向、强度。

下面基于joml（Java OpenGL Math Library）对上面的光进行抽象:

在对各种光进行抽象时，有一些属性被定义为向量，有一些属性被定义为float类型的常数，是由于光的数学定义。

光的数学定义可以参考这篇文章
WebGL笔记(二)_光
关于这些光是如何结合模型顶点和法向量在着色器中进行计算的，参考这篇文章OpenGL中环境光、漫反射、镜面反射对光线的影响

环境光

环境光就是一个三维的向量Vector3f类型的变量，可以直接传给着色器程序。

点光源

public class PointLight {//点光源的颜色private Vector3f color;//点光源的位置private Vector3f position;//点光源的强度private float intensity;//点光源的衰减private Attenuation attenuation;}//点光源的定义里面提到的光衰减定义：这个对象的三个系数，只是为了着色器中在计算衰减时更加方便和灵活。
//这三个参数完全可以抽象为一个系数，只要着色器算出的最终颜色上乘以该系数即可。
//这只是大多数情况下的光衰减定义。public static class Attenuation {//连续系数private float constant;//线性系数private float linear;//衰减系数private float exponent;}

聚光灯

由于聚光灯是基于点光源的基础上，所以聚光灯的定义可以将点光源作为自身的一个属性。


//聚光灯
public class SpotLight {//点光源private PointLight pointLight;//方向private Vector3f coneDirection;//锥形体的夹角private float cutOff;}

方向光

//方向光的定义
public class DirectionalLight {//颜色private Vector3f color;//方向private Vector3f direction;//强度private float intensity;}

光源汇总：

在一个三维场景中，前面提到的光源可以同时放在一个场景中、点光源和激光灯也可以被放入场景中很多次，所以可以对三维场景中的全部光源进行整体抽象。可以如下：

//场景内全部的光
public class SceneLight {//环境光private Vector3f ambientLight;//点光源数组private PointLight[] pointLightList;//聚光灯数组private SpotLight[] spotLightList;//方向光private DirectionalLight directionalLight;
}

材质（漫反射和镜面反射）


public class Material {//如果被环境光照射呈现的颜色private Vector4f ambientColour;//漫反射系数(4维向量)private Vector4f diffuseColour;//镜面反射系数(4维向量)private Vector4f specularColour;//反射率private float reflectance;//模型表面的纹理private Texture texture;}//材质对象中的纹理抽象Texture
public class Texture {//调用glGenTextures()函数返回的值private final int id;//纹理图片的宽度private final int width;//纹理图片的高度private final int height;
}

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