OpenGL（十一） 可编程管线 基础光照 的实现

内容简介：OpenGL（十一） 可编程管线 基础光照 的实现

在OpenGL中创建 基础光照 ，主要的工作将模型中的法线信息和法线空间运算矩阵传入到shader中。另一方面，LightDir,ViewDir通常是在shader中从引擎参数获取的，为了简化光照模型的实现，这里我们可以在shader中写死。至于经典的 ambient+diffuse+specular 光照原理，不是本文的重点，就在shader中一笔带过了。

原理

通过函数

glm::mat4normalMatrix = glm::inverseTranspose(s_shaderData.model);
 

可以获取当前模型的法线矩阵。用来将法线信息从模型坐标转换为世界坐标。这个矩阵是随着模型的Transform改变而改变的，因此需要在Render时动态计算。

实现

在 基础光照 中，数据传递没什么特殊的，将 Normal 信息作为attribute传递到shader,将 NormalMatrix 作为uniform传递到shader。

//normalmatrix
glm::mat4normalMatrix = glm::inverseTranspose(s_shaderData.model)
glUniformMatrix4fv(s_shaderData.NMLocation,1,GL_FALSE,glm::value_ptr(normalMatrix))
 
// normal
glEnableVertexAttribArray(s_shaderData.normalLocation);
glVertexAttribPointer(s_shaderData.normalLocation, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexData), (void*)(sizeof(float)*5)); 
 

vs中首先将法线转置到世界坐标，然后将其传递给fs。

//vs
attributevec3pos;
attributevec2texcoord;
attributevec3normal;
 
uniformmat4 M;
uniformmat4 V;
uniformmat4 P;
uniformmat4NM;
 
varyingvec3V_Normal;
varyingvec3V_WorldPos;
 
void main()
{
    V_Normal = mat3(NM)*normal;
    V_WorldPos = M * vec4(pos,1.0);
    gl_Position=P*V*M*vec4(pos,1.0);
}
 

在fs中使用经典的pong公式做个最简单的效果。

varyingvec3V_Normal;
varyingvec3V_WorldPos;
 
void main()
{
    vec3lightPos = vec3(10.0,10.0,0.0);
    vec3 L = lightPos;
 
    L = normalize(L);
    vec3 n = normalize(V_Normal);
 
    //ambient
    vec4AmbientLightColor = vec4(0.2,0.2,0.2,1.0);
    vec4AmbientMaterial = vec4(0.2,0.2,0.2,1.0);
    vec4ambientColor = AmbientLightColor * AmbientMaterial;
 
    //diffuse
    vec4DiffuseLightColor = vec4(1.0,1.0,1.0,1.0);
    vec4DiffuseMaterial = vec4(0.8,0.8,0.8,1.0);
    vec4diffuseColor = DiffuseLightColor * DiffuseMaterial * max(0.0,dot(L,n));
 
    //specular
    vec3reflectDir = normalize(reflect(-L,n));
    vec3viewDir = normalize(vec3(0.0)-V_WorldPos.xyz);
    vec4SpecularLightColor = vec4(1.0,1.0,1.0,1.0);
    vec4SpecularMaterial = vec4(1.0,1.0,1.0,1.0);
    vec4specularColor = SpecularLightColor*SpecularMaterial*pow(max(0.0,dot(viewDir,reflectDir)),128);
 
    gl_FragColor= ambientColor+diffuseColor+specularColor;
}
 

另外需要注意的是，有光照的模型通常需要打开深度测试，也需要记得将深度缓存清空。

//Open test
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 
//when render
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 
 

总结

通过上面的代码，搭建基本框架。可以实现 基础光照 模型。如果需要添加其他参数效果，则需要增加Uniform传递的参数了。

本文出自松阳论道 转载必须注明出处

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持 码农网

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