OpenGL关照设置二

转自：http://www.cnblogs.com/opengl/archive/2012/11/14/2770745.html

在场景中增加光照，需要执行以下步骤：

（1） 设置一个或多个光源，设定它的有关属性；

（2） 选择一种光照模型；

（3） 设置物体的材料属性。

具体如下：

1.设置光源

（1）光源的种类

环境光

环境光是一种无处不在的光。环境光源放出的光线被认为来自任何方向。因此，当你仅为场景指定环境光时，所有的物体无论法向量如何，都将表现为同样的明暗程度。

点光源

由这种光源放出的光线来自同一点，且方向辐射自四面八方。

平行光

平行光又称镜面光，这种光线是互相平行的。从手电筒、太阳等物体射出的光线都属于平行光。

聚光灯

这种光源的光线从一个锥体中射出，在被照射的物体上产生聚光的效果。使用这种光源需要指定光的射出方向以及锥体的顶角α。

（2）光的成分

对于每一种光源，都有漫射光和平行光两种成分。在OpenGL中，环境光也被作为一种特殊的光源的成分来看待。漫射光是指在光源中能够被漫反射的光的颜色成分(白色则包含所有颜色)，而平行光是指光源中所有能够被镜面反射的光的颜色成分。通过指定这两种成分的颜色，就能决定光源是平行光源还是点光源。

（3）设置光源成分

OpenGL可以同时为我们提供8个有效的光源。也就是说，我们最多可以同时启用8个光源。它们分别是GL_LIGHT0，GL_LIGHT1，GL_LIGHT2 ……其中，GL_LIGHT0是最特殊的一个光源。我们可以为GL_LIGHT0指定环境光成分。

a) 设置环境光

对于GL_LIGHT0，我们可以为其指定环境光成分。 调用

glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT, ambientLight);

来设置场景的环境光。在上述函数调用中，第一个参数表示我们要对GL_LIGHT0进行设置，第二个参数表示我们要设置的是环境光成分，第三个参数则是一个数组，它有4个值，分别表示光源中含有红、绿、蓝三种光线的成分。一般情况下都为1，最后一项为透明度值，一般也为1。完整的代码是这样的：

intAmbientLight[4]={1,1,1,1};
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT, AmbientLight);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_LIGHTING);

请注意在上述代码的第三行和第四行我们分别调用了glEnable函数开启GL_LIGHT0光源和光照系统。

b)设置漫射光成分

通过对漫射光成分的设置，我们可以产生一个点光源。方法和设置环境光成分相似，只需调用

glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE, DiffuseLight);

即可。其中DiffuseLight是漫射光的颜色成分。一般情况下也为(1,1,1,1)。

c)设置镜面光成分

通过对镜面光成分的设置，我们可以产生一个平行光源。方法和设置漫射光成分相似，只需调用

glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR, SpecularLight);

即可。其中SpecularLight是漫射光的颜色成分。可以根据不同需要指定不同的颜色。

（4）设置光源的位置

对于点光源和平行光源，我们常常需要指定光源的位置来产生需要的效果。方法仍然是调用glLightfv函数，仅仅是换换参数而已：

glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,@LightPosition);
其中,LightPosition也是一个四维数组，四维数组的前3项依次为光源位置的X,Y,Z分量，第四个值很特殊，一般为1或-1。当LightPosition[4]=-1的时候，表示光源位于距离场景无限远的地方，无论前面设置的X,Y,Z是什么值。当LightPosition[4]=1时，光源的位置就是前三项所指定的位置。


2.光照模型

OpenGL的光照模型是用来模拟现实生活中的光照的。


3.材质设定


（1） 材质颜色


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。象光源一样，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。在进行光照计算时，材料对环境光的反射率与每个进入光源的环境光结合，对漫反射光的反射率与每个进入光源的漫反射光结合，对镜面光的反射率与每个进入光源的镜面反射光结合。对环境光与漫反射光的反射程度决定了材料的颜色，并且它们很相似。对镜面反射光的反射率通常是白色或灰色（即对镜面反射光中红、绿、蓝的反射率相同）。镜面反射高光最亮的地方将变成具有光源镜面光强度的颜色。例如一个光亮的红色塑料球，球的大部分表现为红色，光亮的高光将是白色的。


（2） 材质定义


材质的定义与光源的定义类似。其函数为：


void glMaterial{if}[v](GLenum face,GLenum pname,TYPE param);


定义光照计算中用到的当前材质。face可以是GL_FRONT、GL_BACK、GL_FRONT_AND_BACK，它表明当前材质应该应用到物体的哪一个面上；pname说明一个特定的材质；param是材质的具体数值，若函数为向量形式，则param是一组值的指针，反之为参数值本身。非向量形式仅用于设置GL_SHINESS。pname参数值具体内容见下表。另外，参数GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE表示可以用相同的RGB值设置环境光颜色和漫反射光颜色。


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参数名 缺省值 说 明


GL_AMBIENT (0.2,0.2,0.2,1.0) 材料的环境光颜色


GL_DIFFUSE (0.8,0.8,0.8,1.0) 材料的漫反射光颜色


GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE 材料的环境光和漫反射光颜色


GL_SPECULAR (0.0,0.0,0.0,1.0) 材料的镜面反射光颜色


GL_SHINESS 0.0 镜面指数（光亮度）


GL_EMISSION (0.0,0.0,0.0,1.0) 材料的辐射光颜色


GL_COLOR_INDEXES (0,1,1) 材料的环境光、漫反射光和镜面光颜色


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（3） 材质RGB值和光源RGB值的关系


材质的颜色与光源的颜色有些不同。对于光源，R、G、B值等于R、G、B对其最大强度的百分比。若光源颜色的R、G、B值都是1.0，则是最强的白光；若值变为0.5，颜色仍为白色，但强度为原来的一半，于是表现为灰色；若R＝G＝1.0，B＝0.0，则光源为黄色。对于材质，R、G、B值为材质对光的R、G、B成分的反射率。比如，一种材质的R＝1.0，G＝0.5，B＝0.0，则材质反射全部的红色成分，一半的绿色成分，不反射蓝色成分。也就是说，若OpenGL的光源颜色为(LR,LG,LB)，材质颜色为(MR,MG,MB)，那么，在忽略所有其他反射效果的情况下，最终到达眼睛的光的颜色为(LR*MR,LG*MG,LB*MB)。同样，如果有两束光，相应的值分别为(R1,G1,B1)和(R2,G2,B2)，则OpenGL将各个颜色成分相加，得到(R1+R2,G1+G2,B1+B2)，若任一成分的和值大于1（超出了设备所能显示的亮度）则约简到1.0。