[图形学] Chp17 OpenGL光照和表面绘制函数

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：

 #include <GLUT/GLUT.h>

 GLsizei winWidth = , winHeight = ;

 void init (void)
 {
     glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 开启深度测试，才会让每个球深度显示正确

     // init lighting

     // 点光源位置
     GLfloat light0PosType [] = {0.5, 0.5, 3.0, 1.0};
     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light0PosType);

     // 点光源颜色：环境光、漫反射、镜面反射颜色
     GLfloat color1 [] = {0.0, 0.0, 0.0, 1.0};
     GLfloat color2 [] = {1.0, 0.0, 1.0, 1.0};
     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, color1);
     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, color2);
     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, color2);

     // 点光源辐射衰减系数
     glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, ); // 之前设置的衰减系数太高，导致点光源没有效果
     glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, 0.005);
     glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.001);

     // 点光源角度衰减系数
     GLfloat dirVector [] = {0.0, 0.0, 0.0};
     glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, dirVector);
     glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_CUTOFF, );
     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

     glEnable(GL_LIGHTING);
     glEnable(GL_LIGHT0);
     {
         // 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
         GLfloat globalAmbient [] = {0.8, 0.8, 0.0, 1.0}; // 偏黄的环境光
         glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, globalAmbient);
         glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER, GL_TRUE);
         glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL, GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR);
 //        glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, GL_TRUE);

         GLfloat ambLight[] = {0.17f, 0.11f, 0.11f};    // 环境光漫反射系数 ka
         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambLight);
         GLfloat difLight[] = {0.61f, 0.24f, 0.24f};    // 光源0漫反射系数 kd
         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, difLight);
         GLfloat speLight[] = {0.73f, 0.63f, 0.63f};    // 镜面反射系数 影响高光的亮度ks
         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, speLight);
         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

         // 设置自身发光颜色，看起来很丑。。
 //        GLfloat surfEmissionColor [] = {0.0, 0.2, 0.0}; // 自身发浅绿光
 //        glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, surfEmissionColor);
     }

     glEnable(GL_FOG);//启用雾功能
     GLfloat fogColor[] = {0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};

     glFogi(GL_FOG_MODE, GL_LINEAR);
     glFogfv(GL_FOG_COLOR, fogColor);
     glFogf(GL_FOG_DENSITY, 0.35f);
     glHint(GL_FOG_HINT, GL_DONT_CARE);
     glFogf(GL_FOG_START, 1.0f);
     glFogf(GL_FOG_END, 10.0f);
     glClearColor(fogColor[], fogColor[], fogColor[], fogColor[]);//用雾气背景色
 }

 void drawTeapot (GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)
 {
     glPushMatrix();
     glTranslatef(x, y, z);
     glutSolidTeapot(0.8);
     glPopMatrix();
 }

 void displayFcn (void)
 {
     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

     drawTeapot(, , );
     drawTeapot(, , -);
     drawTeapot(, , -);
     drawTeapot(, , -);

     glFlush();
 }

 void reshapeFcn (GLint w, GLint h)
 {
     glViewport(, , (GLsizei)w, (GLsizei)h);
     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
     glLoadIdentity();
     glFrustum(-, , -, , , );

     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
     glLoadIdentity();
     gluLookAt(, , , , , , , , );
 }

 void onMenu (int value)
 {
     GLint fogMode = ;
     switch (value)
     {
         case :
             fogMode = GL_LINEAR;
             break;
         case :
             fogMode = GL_EXP;
             break;
         case :
             fogMode = GL_EXP2;
             break;
     }
     glFogi(GL_FOG_MODE, fogMode);
     if (value == )
     {
         glDisable(GL_FOG);
     }
     else
     {
         glEnable(GL_FOG);
     }
     glutPostRedisplay();
 }

 void CreateMenu(void)
 {
     glutAddMenuEntry("线性", );
     glutAddMenuEntry("指数", );
     glutAddMenuEntry("指数2", );
     glutAddMenuEntry("无雾", );
     glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON);
 }

 int main(int argc, char * argv[])
 {
     glutInit(&argc, argv);
     glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
     glutInitWindowPosition(, );
     glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);
     glutCreateWindow("Lighting");
     glutCreateMenu(onMenu);
     CreateMenu();

     init();
     glutDisplayFunc(displayFcn);
     glutReshapeFunc(reshapeFcn);
     glutMainLoop();

     return ;
 }

参考文章：http://blog.csdn.net/augusdi/article/details/20494915