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[图形学] Chp17 OpenGL光照和表面绘制函数

Posted on 2017-06-29 14:06  珍蜗蜗  阅读(327)  评论(0)  编辑  收藏  举报

这章学了基本光照模型，物体的显示受到以下效果影响：全局环境光，点光源（环境光漫反射分量，点光源漫反射分量，点光源镜面反射分量），材质系数（漫反射系数，镜面反射系数），自身发光，雾气效果等。其中点光源有辐射衰减（距离）和角衰减，根据距离或角度影响光的强度（即颜色）。

 

 

 

    

         　　  

 

透明度计算公式：

雾气计算公式：

 

 下例画出的是浅灰色雾气的环境下，有浅黄色背景光，偏红色的漫反射光和偏灰白的镜面反射光照在茶壶上的效果：

 

  1 #include <GLUT/GLUT.h>
  2 
  3 GLsizei winWidth = 500, winHeight = 500;
  4 
  5 void init (void)
  6 {
  7     glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 开启深度测试，才会让每个球深度显示正确
  8     
  9     // init lighting
 10     
 11     // 点光源位置
 12     GLfloat light0PosType [] = {0.5, 0.5, 3.0, 1.0};
 13     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light0PosType);
 14     
 15     // 点光源颜色：环境光、漫反射、镜面反射颜色
 16     GLfloat color1 [] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
 17     GLfloat color2 [] = {1.0, 0.0, 1.0, 1.0};
 18     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, color1);
 19     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, color2);
 20     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, color2);
 21     
 22     // 点光源辐射衰减系数
 23     glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 1); // 之前设置的衰减系数太高，导致点光源没有效果
 24     glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, 0.005);
 25     glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.001);
 26     
 27     // 点光源角度衰减系数
 28     GLfloat dirVector [] = {0.0, 0.0, 0.0};
 29     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, dirVector);
 30     glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_CUTOFF, 30);
 31     glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_EXPONENT, 2.7); // 系数越大，衰减的越快，看起来光圆锥体的范围变小
 32     
 33     glEnable(GL_LIGHTING);
 34     glEnable(GL_LIGHT0);
 35     {
 36         // 设置全局环境光颜色，是否固定视点，是否区分镜面反射与非镜面反射，是否前后面都绘制
 37         GLfloat globalAmbient [] = {0.8, 0.8, 0.0, 1.0}; // 偏黄的环境光
 38         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, globalAmbient);
 39         glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_TRUE);
 40         glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL, GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR);
 41 //        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, GL_TRUE);
 42         
 43         GLfloat ambLight[3] = {0.17f, 0.11f, 0.11f};    // 环境光漫反射系数 ka
 44         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambLight);
 45         GLfloat difLight[3] = {0.61f, 0.24f, 0.24f};    // 光源0漫反射系数 kd
 46         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, difLight);
 47         GLfloat speLight[3] = {0.73f, 0.63f, 0.63f};    // 镜面反射系数 影响高光的亮度ks
 48         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, speLight);
 49         glMaterialf(GL_FRONT, GL_SHININESS, 100.0f);    // 镜面反射指数参数 ns 光滑表面ns较大，粗糙表面ns可小到1
 50         
 51         // 设置自身发光颜色，看起来很丑。。
 52 //        GLfloat surfEmissionColor [] = {0.0, 0.2, 0.0}; // 自身发浅绿光
 53 //        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, surfEmissionColor);
 54     }
 55 
 56     glEnable(GL_FOG);//启用雾功能
 57     GLfloat fogColor[4] = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};
 58     
 59     glFogi(GL_FOG_MODE, GL_LINEAR);
 60     glFogfv(GL_FOG_COLOR, fogColor);
 61     glFogf(GL_FOG_DENSITY, 0.35f);
 62     glHint(GL_FOG_HINT, GL_DONT_CARE);
 63     glFogf(GL_FOG_START, 1.0f);
 64     glFogf(GL_FOG_END, 10.0f);
 65     glClearColor(fogColor[0], fogColor[1], fogColor[2], fogColor[3]);//用雾气背景色
 66 }
 67 
 68 void drawTeapot (GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)
 69 {
 70     glPushMatrix();
 71     glTranslatef(x, y, z);
 72     glutSolidTeapot(0.8);
 73     glPopMatrix();
 74 }
 75 
 76 void displayFcn (void)
 77 {
 78     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 79     
 80     drawTeapot(0, 0, 0);
 81     drawTeapot(0, 0, -2);
 82     drawTeapot(0, 0, -4);
 83     drawTeapot(0, 0, -6);
 84     
 85     glFlush();
 86 }
 87 
 88 void reshapeFcn (GLint w, GLint h)
 89 {
 90     glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
 91     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 92     glLoadIdentity();
 93     glFrustum(-1, 1, -1, 1, 2, 30);
 94     
 95     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 96     glLoadIdentity();
 97     gluLookAt(2, 2, 3, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
 98 }
 99 
100 void onMenu (int value)
101 {
102     GLint fogMode = 0;
103     switch (value)
104     {
105         case 1:
106             fogMode = GL_LINEAR;
107             break;
108         case 2:
109             fogMode = GL_EXP;
110             break;
111         case 3:
112             fogMode = GL_EXP2;
113             break;
114     }
115     glFogi(GL_FOG_MODE, fogMode);
116     if (value == 0)
117     {
118         glDisable(GL_FOG);
119     }  
120     else  
121     {  
122         glEnable(GL_FOG);  
123     }  
124     glutPostRedisplay();
125 }
126 
127 void CreateMenu(void)
128 {
129     glutAddMenuEntry("线性", 1);
130     glutAddMenuEntry("指数", 2);
131     glutAddMenuEntry("指数2", 3);
132     glutAddMenuEntry("无雾", 0);
133     glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);
134 }
135 
136 int main(int argc, char * argv[])
137 {
138     glutInit(&argc, argv);
139     glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
140     glutInitWindowPosition(50, 50);
141     glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);
142     glutCreateWindow("Lighting");
143     glutCreateMenu(onMenu);
144     CreateMenu();
145     
146     init();
147     glutDisplayFunc(displayFcn);
148     glutReshapeFunc(reshapeFcn);
149     glutMainLoop();
150     
151     return 0;
152 }
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参考文章：http://blog.csdn.net/augusdi/article/details/20494915