OpenGL ES(五) 光照

2017-01-17 14:34:04来源:http://www.jianshu.com/p/4269facd2605作者:cdcyd人点击

在OpenGL ES中光照模型主要结构由3个元素组成:环境(Ambient)光照、漫反射(Diffuse)光照和镜面(Specular)光照


环境光照:来自散落于我们周围的很多光源,这些来自四周的光源总会为物体的表面着色
漫反射光照:漫反射光照是让物体产生视觉影响的主要光照,它特点是面向光源的一面比其他面会更亮
镜面光照:镜面光照根据光的反射特性,让有光泽的物体出现亮点

在OpenGL中,我们会在自定义shader中,自己写这3种光照计算算法,但是在OpenGL ES,我们使用GLKit会简化很多,下面就是一个使用光照的简单例子:


-(void)setupGL{
// 设置设备上下文
GLKView *view = (GLKView *)self.view;
view.context = [[EAGLContext alloc] initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES2];
view.drawableDepthFormat = GLKViewDrawableDepthFormat24;
[EAGLContext setCurrentContext:view.context];
// case 1:设置环境光
self.effect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
// 开启light0光照,light0默认是关闭的
self.effect.light0.enabled = GL_TRUE;
// 设置为绿色的环境光,如果这样运行Demo,可以看到的是绿色的球体
self.effect.light0.ambientColor = GLKVector4Make(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
// case 2: 添加散射光
self.effect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
self.effect.light0.enabled = GL_TRUE;
self.effect.light0.ambientColor = GLKVector4Make(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
// 这时可以看到,面向光照的一面是红色的,而背向光照的一面是深绿色
self.effect.light0.diffuseColor = GLKVector4Make(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
// case 3:添加镜面光
self.effect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
self.effect.light0.enabled = GL_TRUE;
self.effect.light0.ambientColor = GLKVector4Make(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
self.effect.light0.diffuseColor = GLKVector4Make(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
// 这里需要注意,而在GLKit中材质的镜面光默认值是{0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f},这样设置光照的镜面光是没有效果的
// 所以这里我们需要设置材质的镜面光
self.effect.material.specularColor = GLKVector4Make(0.8f, 0.8f, 0.8f, 0.0f);
// 材质的发光值,发光值越高,聚光效果越好
self.effect.material.shininess = 32;
// 设置光照的镜面光
self.effect.light0.specularColor = GLKVector4Make(0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
// case 4:多光源
self.effect = [[GLKBaseEffect alloc] init];
// 材质镜面光
self.effect.material.specularColor = GLKVector4Make(0.8f, 0.8f, 0.8f, 0.0f);
self.effect.material.shininess = 32;
// 第一个光源
self.effect.light0.enabled = GL_TRUE;
self.effect.light0.ambientColor = GLKVector4Make(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
self.effect.light0.diffuseColor = GLKVector4Make(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
self.effect.light0.specularColor = GLKVector4Make(0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
// 第二个光源
self.effect.light1.enabled = GL_TRUE;
self.effect.light1.position = GLKVector4Make(1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
self.effect.light1.ambientColor = GLKVector4Make(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
self.effect.light1.diffuseColor = GLKVector4Make(0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
self.effect.light1.specularColor = GLKVector4Make(1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
关于材质
在case 3中,我们设置了材质的镜面光,材质还有环境光和散射光,那么它们和光源的环境光、散射光和镜面光有什么不同呢?
材质的这些光就是材质的属性,一个物体,它之所以会有颜色,是因为它反射了有颜色的光。例如一个蓝色的物体,当太阳光照到它时,它吸收了其他颜色的光,只反射了蓝色光。
举个例子:
如果我们设置材质镜面光为{0.0f, 0.0f, 0.8f, 0.0f},
此时,当材质受到镜面光照射时,它会反射0倍的红色,0倍的绿色,0.8倍的红色
此时,再设置光照的镜面光为{1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f},那么将毫无镜面光效果,因为此时的材质根本不会反射红色和绿色。
这也就解释了case 3中,我们为什么要设置材质的镜面光了,因为材质的镜面光默认都是0,我们无论怎么设置光照的镜面光,都是没有效果的
我们也可以设置材质环境光和散射光,它们和镜面光同理
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}


case 1 截图


case 2 截图


case 3 截图


case 4 截图
// 绘制3个球体的方法
-(void)glkView:(GLKView *)view drawInRect:(CGRect)rect{
glClearColor(0xeb/255.f, 0xf5/255.f, 0xff/255.f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
for (int i = 0 ; i < 3; i ++) {
[self.effect prepareToDraw];
float aspect = fabs(self.view.bounds.size.width / self.view.bounds.size.height);
GLKMatrix4 projectionMatrix = GLKMatrix4MakePerspective(GLKMathDegreesToRadians(65.0f), aspect, 0.1f, 100.0f);
self.effect.transform.projectionMatrix = projectionMatrix;
self.effect.transform.modelviewMatrix = GLKMatrix4MakeTranslation(0.0f, 3*i-2, -(i+8));
glGenBuffers(1, &_vertexID);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _vertexID);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(sphereVerts), sphereVerts, GL_STATIC_DRAW);
glGenBuffers(1, &_normalID);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, _normalID);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(sphereNormals), sphereNormals, GL_STATIC_DRAW);
glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribPosition);
glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribPosition, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3*sizeof(GLfloat), 0);
glEnableVertexAttribArray(GLKVertexAttribNormal);
glVertexAttribPointer(GLKVertexAttribNormal, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3*sizeof(GLfloat), 0);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, sphereNumVerts);
glDeleteBuffers(1, &_vertexID);
_vertexID = 0;
glDeleteBuffers(1,&_normalID);
_normalID = 0;
}
}

// 删除缓存
- (void)dealloc
{
[EAGLContext setCurrentContext:((GLKView *)self.view).context];
if (_vertexID != 0){
glDeleteBuffers (1,&_vertexID);
_vertexID = 0;
}
if (_normalID != 0){
glDeleteBuffers (1,&_normalID);
_normalID = 0;
}
[EAGLContext setCurrentContext:nil];
}

Demo下载地址:https://github.com/cdcyd/CCOpenGLES




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