OpenGL ES——打光
前言
在物理世界中，光是视觉的根基。在计算机的世界中，亦是如此。我们看到一个物体，除了它的形态外，还能感知到它的色彩。这个色彩就是由物体的颜色、材质和外部的光照共同决定的。
基础概念
光照vs材质vs颜色
想象一下，任意一个物体，比如一个乒乓球。他们材质相同，在同样的太阳光下，黄色和白色的乒乓球，我们一定能够分辨出，这就是颜色的差别。同样的乒乓球，在阳光和酒吧中彩灯下，样貌也必定大不相同，这是光照的差别。此外，同样的白色的球，乒乓球和棒球也完全不同，这是材质的差别。
specular VS diffuse VS ambient
那么，我们在定义一种材质时，该如何定义它的光学特性呢？
OpenGL ES为我们提供的思路是：将材料对光的反应分为三部分。
specular
光线直接照射到物体反射到观察者眼中，这束光被称作镜面反射光。我们称之为specular。通常我们像这样定义它：
float[] specular = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
float[] materialSpec = {1.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,};以上是镜面光和镜面反射的颜色。
diffuse
除了镜面反射外，我们对物体的大部分视觉认知，来源于漫反射。材料对于光进行漫反射后的颜色，我们称之为diffuse。通常我们像这样定义：
float[] diffuse = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};
float[] materialDiff = {0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,};以上是漫反射光和材质漫反射的颜色。
ambient
除了两种反射外，我们还有一部分完全照不到光的地方，它只受环境光的影响。这块地方的颜色，我们称之为ambient。通常我们像这样定义：
float[] ambient = {0.9f, 0.9f, 0.9f, 1.0f};
float[] materialAmb = {0.4f, 0.4f, 1.0f, 1.0f,};以上是环境光和环境光反射的颜色。
位置
光从不同角度打向物体，会产生不同的打光效果。因此，我们也会有控制光源位置的需求。
我们通常这样控制打光的位置：
float[] lightPosition = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f};
gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_POSITION, STLUtils.floatToBuffer(lightPosition));如何使用
我们在上一节的代码的基础上，进行修改。上一节中，我们从STL文件中导入了3D模型，但因为没有光源，我们看到的都是纯色。
今天在上面的例子中，onSurfaceCreated周期内，加入启动光源和设置材质的方法即可：
@Override
public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST); // 启用深度缓存
gl.glClearColor(0f, 0f, 0f, 0f);// 设置深度缓存值
gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL); // 设置深度缓存比较函数
gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);// 设置阴影模式GL_SMOOTH
//开启光
openLight(gl);
enableMaterial(gl);
float r = model.getR();
//r是半径，不是直径，因此用0.5/r可以算出放缩比例
mScalef = 0.5f / r;
mCenterPoint = model.getCentrePoint();
}
float[] ambient = {0.9f, 0.9f, 0.9f, 1.0f};
float[] diffuse = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};
float[] specular = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
float[] lightPosition = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f};
private void openLight(GL10 gl) {
gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING);
gl.glEnable(GL10.GL_LIGHT0);
gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_AMBIENT, STLUtils.floatToBuffer(ambient));
gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_DIFFUSE, STLUtils.floatToBuffer(diffuse));
gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_SPECULAR, STLUtils.floatToBuffer(specular));
gl.glLightfv(GL10.GL_LIGHT0, GL10.GL_POSITION, STLUtils.floatToBuffer(lightPosition));
}
float[] materialAmb = {0.4f, 0.4f, 1.0f, 1.0f,};
float[] materialDiff = {0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,};
float[] materialSpec = {1.0f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,};
public void enableMaterial(GL10 gl) {
//材料对环境光的反射情况
gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_AMBIENT, STLUtils.floatToBuffer(materialAmb));
//散射光的反射情况
gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_DIFFUSE, STLUtils.floatToBuffer(materialDiff));
//镜面光的反射情况
gl.glMaterialfv(GL10.GL_FRONT_AND_BACK, GL10.GL_SPECULAR, STLUtils.floatToBuffer(materialSpec));
}
以上就是OpenGL ES中关于光照的基本操作。
如有问题，欢迎指正。
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原始发表：2018.06.13 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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