光线颜色

• 现实世界我们看到的物体颜色并不是物体实际拥有的颜色，而是物体反射的颜色，即光线照射到物体反射到我们眼睛被我们感知的颜色。
• 在图形学领域，最简单的，我们可以将光源的颜色矢量乘以物体的颜色矢量，得到的就是我们感知物体的颜色：

// 使用白色光源
glm::vec3 lightColor(1.0f, 1.0f, 1.0f);  // 白色光源
glm::vec3 toyColor(1.0f, 0.5f, 0.31f);   // 珊瑚色
// 反射了红色分量，一半的绿色分量，0.31的蓝色分量
glm::vec3 result = lightColor * toyColor;  // 结果为(1.0f, 0.5f, 0.31f);
// 使用绿色光源
glm::vec3 lightColor(0.0f, 1.0f, 0.0f);  // 绿色光源
glm::vec3 toyColor(1.0f, 0.5f, 0.31f);   // 珊瑚色
// 没有红色和蓝色可以反射，反射了一半的绿色分量
glm::vec3 result = lightColor * toyColor;  // 结果为(0.0f, 0.5f, 0.0f);

1. 一个简单的光照场景

    下面创建一个场景——单色光源下的立方体。场景中我们将光源也显示为一个可见的立方体，来表明光源的位置。一般情况下，光源只是一个位置，不具可见性的意义。

• 1. 物体的顶点着色器

#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main()
{
    gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0f);
}

• 2. 因为我们将光源渲染为一个立方体，因此需要为光源创建一个顶点数组，并使用模型矩阵将光源移动到指定位置。（光源立方体与物体立方体使用相同的顶点数据，只是位置不一样）

unsigned int lightVAO;
glGenVertexArrays(1, &lightVAO);
glBindVertexArray(lightVAO);
// 光源立方体使用与物体立方体相同的顶点数据，所以这里无需拷贝顶点数据
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

• 3. 物体的片元着色器：加入物体颜色和光源颜色

#version 330 core
out vec4 FragColor;

uniform vec3 objectColor;
uniform vec3 lightColor;

void main()
{
    FragColor = vec4(lightColor * objectColor, 1.0);
}

• 4. 为了光源立方体保持相对独立，不受物体渲染操作影响，我们为光源分别创建顶点着色器和片元着色器（其中顶点着色器与物体相同）。片元着色器中我们将光源固定为白色。

#version 330 core
out vec4 FragColor;

void main()
{
    FragColor = vec4(1.0);
}

• 5. 声明一个全局变量来代表光源的位置

glm::vec3 lightPos(1.2f, 1.0f, 2.0f);

• 6. 设置物体的颜色和光照颜色

objectShader.use();
objectShader.setVec3("objectColor", 1.0f, 0.5f, 0.31f);
objectShader.setVec3("lightColor", 1.0f, 1.0f, 1.0f);

• 7. 渲染光源立方体

lightShader.use();
model = glm::mat4(1.0f);
model = glm::translate(model, lightPos);
model = glm::scale(model, glm::vec3(0.2f));
lightShader.setMat4("model", model);
// 采用与物体相同的视矩阵和投影矩阵
lightShader.setMat4("view", view);
lightShader.setMat4("projection", projection);
glBindVertexArray(lightVAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);

• 8. 渲染效果

     
     单色光源立方体