聚光

位于场景中某一处；
只朝某个方向照射；
只有照射方向确定半径范围内的物体被照亮；

例子：路灯，手电筒。

工作示意图

light_casters_spotlight_angles.png

LightDir：从片段指向光源的向量。
SpotDir：聚光所指向的方向。
Phiϕ：定义聚光半径的切光角。每个落在这个角度之外的，聚光都不会照亮。
Thetaθ：LightDir向量和SpotDir向量之间的角度。θ值应该比Φ值小，这样才会在聚光内。

手电筒

手电筒(Flashlight)是一个在观察者位置的聚光，通常瞄准玩家透视图的前面。一个手电筒是一个普通的聚光，根据玩家的位置和方向持续的更新它的位置和方向。
我们需要为着色器提供：

位置向量
聚光方向向量
聚光切角

struct Light
{
    vec3 position;
    vec3 direction;
    float cutOff;
    ...
};

在代码中设置相关值：

glUniform3f(lightPosLoc, camera.Position.x, camera.Position.y, camera.Position.z);
glUniform3f(lightSpotdirLoc, camera.Front.x, camera.Front.y, camera.Front.z);
glUniform1f(lightSpotCutOffLoc, glm::cos(glm::radians(12.5f)));

我们给片段着色器传递的是余弦值：这么做的原因是在片段着色器中，我们计算LightDir和SpotDir向量的点乘，而点乘返回一个余弦值，不是一个角度，所以我们不能直接把一个角度和余弦值对比。为了获得这个角度，我们必须计算点乘结果的反余弦，这个操作开销是很大的。所以为了节约一些性能，我们先计算给定切光角的余弦值，然后把结果传递给片段着色器。由于每个角度都被表示为余弦了，我们可以直接对比它们，而不用进行任何开销高昂的操作。