SharpGL学习笔记(十二) 光源例子：解决光源场景中的常见问题
笔者学到光源这一节，遇到的问题就比较多了，收集了一些如下所述：
- (１) 导入的3ds模型，如果没有材质光照效果很奇怪．
如下图 
- (２) 导入的3ds模型，有材质，灯光效果发暗，材质偏色，效果也很奇怪．
下图中是有灯光的，但效果惨不忍睹．
- (３) 场景引入灯光后，场景中的物体的颜色就全部消失了，即合引入颜色材质，效果也是怪怪的．
如下图中的栅格，它原本应该是蓝色的．
- (４) 场景中有物体引入材质后，整个场景的颜色就变得很奇怪
下图中球体引入材质后，整个场景的颜色就变得很奇怪了．
(5) 导入的3ds模型，贴图颜色失真。
-
下图中的茶壶，柱体，地板的贴图分别对应上图材质图片，可以看到经过纹理映射后，贴图颜色失真。
这种问题并不是光源的问题，但是我也在这里一并列出来。
像这些问题，因为不好形容，网上也找不到合适的答案．群里的高手们也不屑回答这些菜鸟问题，因此只好自力更生了．
我先上一段演示场景的代码：
1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.ComponentModel;
4 using System.Data;
5 using System.Drawing;
6 using System.Linq;
7 using System.Text;
8 using System.Windows.Forms;
9 using SharpGL;
10
11 namespace SharpGLWinformsApplication1
12 {
13 /// <summary>
14 /// 原创文章,出自"博客园, 猪悟能'S博客" : http://www.cnblogs.com/hackpig/
15 /// </summary>
16 public partial class SharpGLForm : Form
17 {
18 private float rotation = 0.0f,rotation2=0f,rotation3=0f;
19 SharpGL.SceneGraph.Assets.Texture textureBox = new SharpGL.SceneGraph.Assets.Texture();
20
21 float[] fLightPosition = new float[4] { 16f, 9f, -18f, 0f };// 光源位置
22 float[] fLightAmbient = new float[4] { 1f, 1f, 1f, 0f };// 环境光参数
23 float[] fLightDiffuse = new float[4] { 1f, 1f, 1f,0f };// 漫射光参数
24
25 float[] fLightPosition2 = new float[4] { -7f, 5f, 2f, 0f };// 光源位置
26 float[] fLightAmbient2 = new float[4] { 0f, 0f, 1f, 0f };// 环境光参数
27 float[] fLightDiffuse2 = new float[4] { 0f, 0f, 1f, 0f };// 漫射光参数
28
29 bool f1 = false;
30
31 public SharpGLForm()
32 {
33 InitializeComponent();
34 }
35
36 private void openGLControl_OpenGLDraw(object sender, PaintEventArgs e)
37 {
38 OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
39 gl.Clear(OpenGL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | OpenGL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
40 gl.LoadIdentity();
41 gl.Rotate(rotation3, 0, 1, 0);
42 drawGrid(gl);
43 drawLightPT(gl);
44 drawLightPT2(gl);
45 drawTextrueBox(gl, 1, 0, 2);
46 drawSphere(gl, 2, 20, 20, false);
47
48 moveLightA(gl);
49 rotation3+=0.1f;
50 }
51
52
53 private void moveLightA(OpenGL gl)
54 {
55 if (!f1)
56 --fLightPosition[0];
57 else
58 ++fLightPosition[0];
59 if (fLightPosition[0] > 15f)
60 {
61 f1 = !f1;
62 }
63 else if (fLightPosition[0] < -25f)
64 {
65 f1 = !f1;
66 }
67 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT0, OpenGL.GL_POSITION, fLightPosition);//光源位置
68 }
69
70
71
72 private void drawLightPT(OpenGL gl)
73 {
74 gl.PushMatrix();
75 {
76 gl.Disable(OpenGL.GL_TEXTURE_2D);
77 gl.Color(0f,1f, 1f);
78 gl.Scale(0.2, 0.2, 0.2);
79 gl.Translate(fLightPosition[0]-5 , fLightPosition[1]+5, fLightPosition[2]);
80 drawBox(gl, 0, 0, 0);
81 }
82 gl.PopMatrix();
83 }
84
85 private void drawLightPT2(OpenGL gl)
86 {
87
88 rotation2+=4f;
89 gl.PushMatrix();
90 {
91 gl.LoadIdentity();
92 gl.Disable(OpenGL.GL_TEXTURE_2D);
93 gl.Color(0f, 1f, 1f);
94 gl.Scale(0.2, 0.2, 0.2);
95 gl.Rotate(rotation2, 0, 1, 0);
96 gl.Translate(-28 , 8 , 5);
97
98 drawBox(gl, 0, 0, 0);
99 }
100 gl.PopMatrix();
101 }
102
103 private void drawTextrueBox(OpenGL gl, float xPos, float yPos, float zPos)
104 {
105 rotation += 3.0f;
106 gl.PushMatrix();
107 {
108 textureBox.Bind(gl);
109 gl.Enable(OpenGL.GL_TEXTURE_2D);
110 gl.Rotate(rotation, 0, 1, 0);
111 gl.Translate(-1, 2, -5);
112 gl.Scale(3, 3, 3);
113 drawBox(gl,xPos, yPos, zPos);
114 }
115 gl.PopMatrix();
116 }
117
118 private void drawBox(OpenGL gl, float xPos, float yPos, float zPos)
119 {
120 gl.PushMatrix();
121 gl.Translate(xPos, yPos, zPos);
122
123 gl.Begin(OpenGL.GL_QUADS);
124
125 //前
126 gl.TexCoord(0, 0); gl.Vertex(0, 0, 0);
127 gl.TexCoord(1, 0); gl.Vertex(-1, 0, 0);
128 gl.TexCoord(1, 1); gl.Vertex(-1, -1, 0);
129 gl.TexCoord(0, 1); gl.Vertex(0, -1, 0);
130
131 //底
132 gl.TexCoord(0, 0); gl.Vertex(0, 0, 0);
133 gl.TexCoord(1, 0); gl.Vertex(0, 0, -1);
134 gl.TexCoord(1, 1); gl.Vertex(-1, 0, -1);
135 gl.TexCoord(0, 1); gl.Vertex(-1, 0, 0);
136
137 //左
138 gl.TexCoord(0, 0); gl.Vertex(-1, 0, 0);
139 gl.TexCoord(1, 0); gl.Vertex(-1, 0, -1);
140 gl.TexCoord(1, 1); gl.Vertex(-1, -1, -1);
141 gl.TexCoord(0, 1); gl.Vertex(-1, -1, 0);
142
143 //右
144 gl.TexCoord(0, 0); gl.Vertex(0, 0, 0);
145 gl.TexCoord(1, 0); gl.Vertex(0, 0, -1);
146 gl.TexCoord(1, 1); gl.Vertex(0, -1, -1);
147 gl.TexCoord(0, 1); gl.Vertex(0, -1, 0);
148
149 //后
150 gl.TexCoord(0, 0); gl.Vertex(0, 0, -1);
151 gl.TexCoord(1, 0); gl.Vertex(-1, 0, -1);
152 gl.TexCoord(1, 1); gl.Vertex(-1, -1, -1);
153 gl.TexCoord(0, 1); gl.Vertex(0, -1, -1);
154
155 //顶
156 gl.TexCoord(0, 0); gl.Vertex(0, -1, 0);
157 gl.TexCoord(1, 0); gl.Vertex(0, -1, -1);
158 gl.TexCoord(1, 1); gl.Vertex(-1, -1, -1);
159 gl.TexCoord(0, 1); gl.Vertex(-1, -1, 0);
160
161
162 gl.End();
163 gl.PopMatrix();
164
165 }
166
167 void drawSphere(OpenGL gl, double radius, int segx, int segy, bool isLines)
168 {
169
170 gl.PushMatrix();
171 gl.Disable(OpenGL.GL_TEXTURE_2D);
172 gl.Translate(-7f, -1f, 2f);
173 var sphere = gl.NewQuadric();
174
175 if (isLines)
176 gl.QuadricDrawStyle(sphere, OpenGL.GL_LINES);
177 else
178 gl.QuadricDrawStyle(sphere, OpenGL.GL_QUADS);
179 gl.QuadricNormals(sphere, OpenGL.GLU_SMOOTH);
180 gl.QuadricOrientation(sphere, (int)OpenGL.GLU_OUTSIDE);
181 gl.QuadricTexture(sphere, (int)OpenGL.GLU_FALSE);
182 gl.Sphere(sphere, radius, segx, segy);
183 gl.DeleteQuadric(sphere);
184 gl.PopMatrix();
185
186 }
187
188
189
190
191 void drawGrid(OpenGL gl)
192 {
193 //关闭纹理和光照
194 gl.Disable(OpenGL.GL_TEXTURE_2D);
195 gl.Disable(OpenGL.GL_LIGHTING);
196
197 //绘制过程
198 gl.PushAttrib(OpenGL.GL_CURRENT_BIT); //保存当前属性
199 gl.PushMatrix(); //压入堆栈
200 gl.Translate(0f, -2f, 0f);
201 gl.Color(0f, 0f, 1f);
202
203 //在X,Z平面上绘制网格
204 for (float i = -50; i <= 50; i += 1)
205 {
206 //绘制线
207 gl.Begin(OpenGL.GL_LINES);
208 {
209 if (i == 0)
210 gl.Color(0f, 1f, 0f);
211 else
212 gl.Color(0f, 0f, 1f);
213
214 //X轴方向
215 gl.Vertex(-50f, 0f, i);
216 gl.Vertex(50f, 0f, i);
217 //Z轴方向
218 gl.Vertex(i, 0f, -50f);
219 gl.Vertex(i, 0f, 50f);
220
221 }
222 gl.End();
223 }
224 gl.PopMatrix();
225 gl.PopAttrib();
226 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHTING);
227 }
228
229 private void openGLControl_OpenGLInitialized(object sender, EventArgs e)
230 {
231 OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
232 textureBox.Create(gl, "image.bmp");
233
234 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT0, OpenGL.GL_AMBIENT, fLightAmbient);//环境光源
235 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT0, OpenGL.GL_DIFFUSE, fLightDiffuse);//漫射光源
236 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT0, OpenGL.GL_POSITION, fLightPosition);//光源位置
237
238 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT1, OpenGL.GL_AMBIENT, fLightAmbient2);//环境光源
239 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT1, OpenGL.GL_DIFFUSE, fLightDiffuse2);//漫射光源
240 gl.Light(OpenGL.GL_LIGHT1, OpenGL.GL_POSITION, fLightPosition2);//光源位置
241
242 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHTING);//开启光照
243 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHT0);
244 gl.Enable(OpenGL.GL_LIGHT1);
245
246 gl.Enable(OpenGL.GL_NORMALIZE);
247 gl.ClearColor(0, 0, 0, 0);
248
249 }
250
251 private void openGLControl_Resized(object sender, EventArgs e)
252 {
253 OpenGL gl = openGLControl.OpenGL;
254 gl.MatrixMode(OpenGL.GL_PROJECTION);
255 gl.LoadIdentity();
256 gl.Perspective(60.0f, (double)Width / (double)Height, 0.01, 100.0);
257 gl.LookAt(-2, 3, -7, -2, 0, 0, 0, 1, 0);
258 gl.MatrixMode(OpenGL.GL_MODELVIEW);
259 }
260
261
262
263 }
264 }效果如下图：
场景中有两个光源，一个在Ｘ方向左右运行，一个绕点点在转圈．
Box上了材质贴图，球体没有材质．
从效果上看，已经解决了开头所述的问题(３)，(４)，我们提下关键点在哪里：
１. 第194,195行必须有，否则画栅格时会受到场景中的灯光，或者材质设定的影响，栅格原来颜色就没有了．
这个其实就是因为OpenGL是个状态机，其它部分代码改变了某些状态，画栅格时就会继承改变．
２. 同样原道理，第171行必须关闭纹理，否会受到Box材质设置状态的影响，球就不会是白色的了．
３. 第246行必须有，它用来自动归一化法线方向，因为光照效果由顶点和法线方向决定．
这就是问题(１)，(２)之所以有问题的原因．
而导入的3ds模型，其画三角形的函数中也需要注意Normal()函数的向量值有没有方向问题．
下图是修正了法线后的光照效果，可以看到是正常的．
4. 对于问题5，因为在检查了灯光与贴图后都是正常的， 所以问题只会在出现在贴图的时候。
经检测，是在导入3ds模形的代码中，关于读取贴图的一个函数Build2DMipmaps()中，把RGB换BGR即可。
GL.Build2DMipmaps(OpenGL.GL_TEXTURE_2D, 3, image.Width, image.Height, OpenGL.GL_BGR, OpenGL.GL_UNSIGNED_BYTE, bitmapdata.Scan0);
可以看到，效果正常了。
5. 最后一个困绕笔者的问题是物体旋转中心点的问题．这个话题跟灯光无关，在这个场景中恰好碰到了这个问题，发现原来是知识上的一个盲点．
演示场景中，你会看到Box并不是绕世界坐标系的原点(绿色线的交汇点)在转，而是沿指定位置为轴心在转．
是绕世界坐标原点转，还是绕你指定的坐标为轴转动，关键在于你是先Translate()，还是先Rotate(). 读者可以参考下演示代码，然后自己尝试一下就知道了．
本节源代码下载
原创文章,出自"博客园, 猪悟能'S博客" : http://www.cnblogs.com/hackpig/
转载于:https://www.cnblogs.com/hackpig/p/5824745.html
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