OpenGL学习之路15—-环境光

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环境光

光照在3D图形领域中有许多模型，常见的模型有：环境光、慢射光、镜面反射光、点光源等等，这次只对环境光进行学习和实现

环境光是一个没有光源、没有方向并且对场景中的所有物体产生相同的点亮效果的一种光

环境光可以理解成为世界的基本光，即我们这个三维空间的基本亮度。

环境光有两个属性：
– 颜色：即灯光的颜色，比如普通房子里白炽灯房子里就是白色的，特殊性场所红房子里粉红色调就是粉红的
– 强度：即光强，强度越大亮度也就越大

环境光的计算：

我们用一个结构体来包括表示环境光的两个属性：

struct DirectionalLight { Vector3f Color; float AmbientIntensity; };

• Color：是一个三维向量，三个分量分别代表r(红)、g(绿)、b(蓝)的比例,比如(1.0,0,0)就表示红色
• AmbientIntensity：即光强，最大为1.0
• 可以看到我们结构体的变量名是“平行光 DirectionalLight”，其实我们为的是实现一个平行光
• 结构体在这次只实现环境光，所以结构体中只有环境光的两个属性

平行光是有特定方向但是没有特定的光源，就好比我们现实世界的太阳光。

太阳光照射到物体上，物体受到光线直直照射的地方光线强，而其它角度光线较弱，背面几乎照不到，这些概念属于漫反射范畴。

我们的环境光属于，太阳照到我们物体上，而照到其他物体上也会反射光照到我们物体的背面，而这个基本的光就是我们的环境光。

环境光的实现

首先，要在主程序里将环境光的参数数值传递到着色器内，我们使用Uniform变量来传递参数的值

• 定义两个全局变量用于获得Uniform变量的index索引 main.cpp:

GLuint m_dirLightColorLocation, m_dirLightAmbientIntensityLocation;

• 获取Uniform变量的索引：

m_dirLightColorLocation = glGetUniformLocation(ShaderProgram,"gDirectionalLight.Color"); m_dirLightAmbientIntensityLocation = glGetUniformLocation(ShaderProgram,"gDirectionalLight.AmbientIntensity");

• 声明一个环境光结构体变量，并赋值

struct DirectionalLight { Vector3f Color; float AmbientIntensity; }; struct DirectionalLight m_directionalLight; LoadVector3(m_directionalLight.Color,1.0f, 1.0f, 1.0f); m_directionalLight.AmbientIntensity = 0.1f;

• 在主渲染函数Render()中，逐渐增大光强的值并把环境光的参数传递到着色器中：

m_directionalLight.AmbientIntensity *= 1.0001f; glUniform3f(m_dirLightColorLocation, m_directionalLight.Color[0], m_directionalLight.Color[1], m_directionalLight.Color[2]); glUniform1f(m_dirLightAmbientIntensityLocation, m_directionalLight.AmbientIntensity);

• 片元着色器中获取Uniform变量的值，并通过之前提到过的环境光计算的公式计算最终的颜色，shader.fs:

#version 330 in vec2 TexCoord0; out vec4 FragColor; struct DirectionalLight { vec3 Color; float AmbientIntensity; }; uniform DirectionalLight gDirectionalLight; uniform sampler2D gSampler; void main() { FragColor = texture2D(gSampler,TexCoord0)*vec4(gDirectionalLight.Color,1.0f)*gDirectionalLight.AmbientIntensity; }

运行结果

可以看到四面体由暗到亮