OpenGL基础5

OpenGL编程基础颜色和光照上章回顾模型变换视点变换投影变换视口变换操纵矩阵堆栈2/38本章内容颜色光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性3/38内容进度颜色光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性4/38颜色RGB屏幕上的像素发出不同比例的红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）光，这三个值通常组合在一起，统称为RGBR、G、B的取值范围〔0.0，1.0〕0.0强度最小1.0强度最大常用的颜色RGB（0,0,0）黑色RGB（1,1,1）白色RGB（1,1,0）黄色RGB（1,0,1）紫色RGB（0,1,1）青色5/38颜色设置颜色的函数glColor3f(…);glColor4f(…);指定着色模式纯色（恒定着色）多种颜色（平滑着色）设置着色模式函数：glShadeModel(…);6/38设置颜色函数voidglColor3f(GLfloatr,GLfloatg,GLfloatb);功能：设置当前颜色参数：r：红色分量的值g：绿色分量的值b：蓝色分量的值返回值：无备注：r、g、b的值的范围在区间〔0,1〕内0.0强度最小1.0强度最大7/38设置颜色函数voidglColor4f(GLfloatr,GLfloatg,GLfloatb,GLfloatalpha);功能：设置当前颜色参数：r：红色分量的值g：绿色分量的值b：蓝色分量的值alpha：alpha分量的值，用作混合返回值：无备注：r、g、b、alpha的值的范围在区间〔0,1〕内0.0强度最小1.0强度最大8/38指定着色模式voidglShadeModel(GLenummode);功能：指定着色模式参数：mode：着色模式返回值：无备注：mode可以取下列值：GL_FLAT恒定着色GL_SMOOTH平滑着色9/38指定着色模式恒定着色平滑着色10/38内容进度颜色光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性11/38光照概述现实世界中，如果没有光，我们几乎看不到任何东西在OpenGL中，大多数物体在没有光照的情况下，看起来甚至是二维的12/38有光照没有光照光照概述光照通常是在纹理映射之前进行的光照效果：可以看到纹理（贴图）光照可以大幅增加场景的真实感启用光照，将看不到物体表面的颜色信息启用光照，可以看到物体表面的材质信息物体表面的法线，将决定光的反射方向glShadeModel函数会影响法线13/38glShadeModel函数会影响法线GL_FLATGL_SMOOTHGL_PHONG_WIN14/38例：光照球体光照概述光照的类型环境光散射光（漫反射光）镜面反射光15/38光照概述环境光16/38光照概述散射光（漫反射光）反射方向是均匀分布在各个方向上的从任何角度看上去，光照效果都是一样的17/38光照概述镜面反射光反射方向是几乎一致的镜面反射可以使物体看起来闪闪发光不同的角度，镜面反射的效果是不一样的18/38光照概述光照方程：itotal=iamb+idiff+ispec19/38光照概述材质颜色环境光颜色散射光颜色镜面反射光颜色发射光颜色20/38改变环境光改变散射光改变镜面反射光改变发射光光照概述光源类型平行光点光聚光21/38光照概述22/38内容进度颜色光照概述创建光源选择光照模型指定材质属性23/38创建光源光源的属性颜色位置衰减聚光灯多光源设置光源属性的函数glLightfv(…)glLightf(…)24/38设置光源属性voidglLightfv(GLenumlight,GLintpname,GLfloat*param);功能：设置光源属性参数：light:指定光源（第几盏灯）pname:设置光源的属性param:pname的值，是一个数组指针返回值：无25/38设置光源属性备注：light可取下列值：GL_LIGHT0,GL_LIGHT1,…GL_LIGHT7pname可取下列值：GL_AMBIENT//环境光的颜色（默认黑色）GL_DIFFUSE//散射光的颜色（默认白色或黑色）GL_SPECULAR//镜面反射光（默认白色或黑色）GL_POSITION//光源的位置（默认（0,0,1））GL_SPOT_DIRECTION//聚光灯的方向（默认（0,0,-1））26/38设置光源属性voidglLightf(GLenumlight,GLintpname,GLfloatparam);功能：设置光源属性参数：light:指定光源（第几盏灯）pname:设置光源的属性param:pname的值，是一个浮点数返回值：无27/38设置光源属性备注：light可取下列值：GL_LIGHT0,GL_LIGHT1,…GL_LIGHT7pname可取下列值：GL_SPOT_EXPONENT//聚光指数（默认0.0）GL_SPOT_CUTOFF//聚光截止角（默认180.0）GL_CONSTANT_ATTENUATION//固定衰减因子（默认1.0）GL_LINEAR_ATTENUATION//线性衰减因子（默认0.0）GL_QUADRATIC_ATTENUATION//二次衰减因子（默认0.0）28/38glLightfv举例GLfloatLightAmbient[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//AmbientlightGLfloatLightDiffuse[]={1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};//DiffuselightGLfloatLightSpecular[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//LightSpecularGLfloatLightPosition[]={0.0f,0.0f,30.0f,1.0f};//LightPositionglLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,LightAmbient);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,LightDiffuse);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,LightSpecular);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,LightPosition);29/38glLightf举例GLfloatLightSpotExponent=10.0f;//聚光指数GLfloatLightSpotCutoff=20.0f;//聚光角度glLightf(GL_LIGHT1,GL_SPOT_EXPONENT,LightSpotExponent);glLightf(GL_LIGHT1,GL_SPOT_CUTOFF,LightSpotCutoff);光源的属性颜色环境光颜色散射光颜色镜面反射光颜色例：GLfloatLightAmbient[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//AmbientlightGLfloatLightDiffuse[]={1.0f,1.0f,1.0f,1.0f};//DiffuselightGLfloatLightSpecular[]={0.5f,0.5f,0.5f,1.0f};//LightSpecularglLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,LightAmbient);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,LightDiffuse);glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,LightSpecular);31/38光源的属性位置定向（directional）光源，如太阳位置（x,y,z,w）中w为0，则光源为定向光源定位(positional)光源，如台灯位置（x,y,z,w）中w不为0，则光源为定位光源32/38光源的属性例：//定向光源GLfloatLightPosition[]={0.0,0.0,30.0,0.0f};glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,LightPosition);//定位光源GLfloatLightPosition[]={0.0,0.0,30.0,10.0f};glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,LightPosition);33/38光源的属性衰减定向光源没有衰减定位光源，对其发射光进行衰减1衰减系数＝－－－－－－kc=GL_CONSTANT_ATTENUATIONkl=GL_LINEAR_ATTENUATIONkq=GL_QUADRATIC_ATTENUATION例：glLightf(GL_LIGHT5,GL_CONSTANT_ATTENUATION,2.0);glLightf(GL_LIGHT5,GL_LINEAR_ATTENUATION,1.0);glLightf(GL_LIGHT5,GL_QUADRATIC_ATTENUATION,0.5);34/38kc+kld+kqd2光源的属性聚光灯聚光灯是一种定位光源，需要指定其位置截止角，GL_SPOT_CUTOFFGL_SPOT_CUTOFF默认值180除默认值外，它的取值范围[0.0,90.0]例：glLightf(GL_LIGHT0,GL_SPOT_CUTOFF,45.0);35/38光源的属性聚光灯方向，GL_SPOT_DIRECTION（轴线方向）默认方向（0.0,0.0,-1.0）例：GLfloatspot_direction[]={-1.0,-1.0,0.0};glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPOT_DIRECTION,spot_direction);聚光指数，GL_SPOT_EXPONENT默认为0.0，轴线处光强最大聚光指数越大，光源的聚焦效果越高例：glLightf(GL_LIGHT1,GL_SPOT_EXPONENT,5.0)36/38光源的属性多光源OpenGL至少允许在场景中使用8个光源（甚至更多）GL_LIGHT0,GL_LIGHT1,GL_LIGHT2,……,GL_LIGHT7使用多个光源将会降低性能37/38启用光源要在OpenGL环境中使用光照，需要告诉OpenGL系统启用光源启用光源分为两步开启光源1，开启光源2，…………开启光照渲染开启光源iglEnable(GL_LIGHTi);//i是从0到7之间的整数开启光照渲染glEnable(GL_LIGHTING);38/38禁用光源禁用光源分为两种情况禁用指定光源禁用光照渲染（禁用所有光源）禁用光源iglDisable(GL_LIGHTi);//i是从0到7之间的整数禁用光照渲染glDisable(GL_LIGHTING);39/38控制光源的位置和方向可以通过模型视点变换来改变光源的位置和方向三种常见的光源变换光源位置固定光源绕静止的物体旋转光源随视点一起移动光源位置固定必须在视点变换或模型变换后，再次设置光源的位置40/38控制光源的位置和方向例：光源位置固定voiddisplay(void){//清屏//……//移动视点及绘图//……//重置光源的位置glLoadIdentity();GLfloatlight_position[]={1.0,1.0,1.0,1.0};glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,light_position);}41/38控制光源的位置和方向例：光源绕静止物体旋转(MoveLight)GLfloatlight_position[]={0.0,0.0,1.5,1.0};glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEP