RenderMonkey 练习 第二天 【opengl 光照模型】

光照模型

3D渲染中， 物体表面的光照计算公式为：

I = 环境光(I_ambient) + 漫反射光(I_diffuse) + 镜面高光(I_specular);

其中，环境光(ambient)计算公式为：

I_ambient = A_intensity * A_color ;             (A_intensity表示环境光强度，A_color表示环境光颜色)

漫反射光(diffuse)计算公式为：

I_diffuse = D_intensity*D_color*N.L ;                   (D_intensity表示漫反射强度，D_color表示漫反射光颜色，N为该点的法向量，L为光源向量)

镜面光照(specular)计算公式为：

I_specular = S_intensity*S_color*(R.V)ⁿ ;         (S_intensity表示镜面光照强度，S_color表示镜面光颜色，R为光的反射向量，V为观察者向量)

综上所得：整个光照公式为：

I = A_intensity * A_color +D_intensity*D_color*N.L + S_intensity*S_color*(R.V)ⁿ ;

将一些值合并，并使用白色作为光照颜色，则上述公式可简化为：

I = A + D*N.L + (R.V)ⁿ

漫反射光照：

1. 打开RenderMonkey, 右击WorkSpace的Effect WorkSpace结点，选择Add Default Effect->OpenGL->OpenGL;

2. 添加物体位置矩阵：右击Effect节点 选择 Add Variable->Matrix->PreDefined->matWorld

3. 添加光源向量: 右击Effect节点选择Add Variable->float->float4;  修改名称为vecLightDir, 双击设置其值

4. 编写Vertex Shader:

uniform vec4 vecLightDir;
uniform mat4 matWorld;
varying vec3 light;
varying vec3 normal;

void main(void)
{
   gl_Position = ftransform();
   light = normalize(vecLightDir.xyz);
   normal = normalize(vec4(gl_Normal.xyz,1.0) * matWorld).xyz;   
}

5.    编写Pixel Shader:

varying vec4 light;
varying vec3 normal;

void main(void)
{
   vec4 diffuse = vec4(1.0,1.0,1.0,1.0);
   vec4 ambient = vec4(0.3,0.2,0.1,1.0);
   //gl_FragColor = vec4( 0.4, 0.5, 0.9, 1.0 );
   gl_FragColor = ambient + diffuse*clamp(dot(light,normal),0.0,1.0);
}

6. 预览效果