opengl学习笔记（六）
点光源
上一篇博客我们提到的光照模型是基于平行光的，比如太阳。当我们使用点光源的时候，比如说灯泡，光线会有一个衰减的效果。
光的强度和离点光源的位置的平方成反比，并且为了使模型更加逼真，加入了常量因子，线性因子，指数因子，使其更加符合真实的效果。
与平行光模型不同的是，平行光的入射方向由点光源和表面位置决定，就像计算人的视线和表面一样。并且考虑衰减和多个点光源的效果。
struct{float Constant;float Linear;float Exp;} Attenuation;//点光源的三个参数
我们如果想拥有多个点光源，就要设置对应的多个结构体。
vec4 CalcPointLight(int Index, vec3 Normal)//Index代表了第几个点光源
{vec3 LightDirection = WorldPos0 - gPointLights[Index].Position;//计算入射光方向float Distance = length(LightDirection);LightDirection = normalize(LightDirection);vec4 Color = CalcLightInternal(gPointLights[Index].Base, LightDirection, Normal);float Attenuation = gPointLights[Index].Atten.Constant +gPointLights[Index].Atten.Linear * Distance +gPointLights[Index].Atten.Exp * Distance * Distance;return Color / Attenuation;//光线递减的模型
}
聚光灯光源
除了平行光，如太阳，点光源，如灯泡，还有最后一种光源，成为聚光灯光源，如手电筒。
黑暗情况下，我们手电筒像黑暗处照射，我们可以看到光覆盖的空间是呈锥形的。
聚光灯光源的特点：有方向，也就是手电筒对准的方向。光线衰减，和点光源一样。角度有限，光覆盖的范围不是四面八方，而是以手电筒对准方向为中心，以一定角度的覆盖空间。这些是区别于另外两种光源的地方。
那么我们如何来模拟呢？
struct SpotLight : public PointLight
{Vector3f Direction;//光源方向float Cutoff;//角度截止范围SpotLight(){Direction = Vector3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);Cutoff = 0.0f;}
};
在点光源的基础上，增加光源方向和截止角度。方向很好理解，不会像点光源一样照射四面八方。但是聚光灯光源除了要随距离衰减，还要随距离中心的角度衰减。我们定义Cutoff为cos值。当小于这个值时，不在聚光灯照射范围内，当大于这个值时，认为在圆锥内。当等于时，我们认为正好处于边界。我们想让中心的光最强，边界上的光刚好没有，所以根据cos值到1和cutoff的百分比，缩放到0-1内，可以模拟出聚光灯光源的效果。
vec4 CalcSpotLight(struct SpotLight l, vec3 Normal)
{vec3 LightToPixel = normalize(WorldPos0 - l.Base.Position);float SpotFactor = dot(LightToPixel, l.Direction);if (SpotFactor > l.Cutoff) {vec4 Color = CalcPointLight(l.Base, Normal);return Color * (1.0 - (1.0 - SpotFactor) * 1.0/(1.0 - l.Cutoff));}else {return vec4(0,0,0,0);}
}
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