8-Lights灯光

文章选自掘金苹果API搬运工的文章[SceneKit专题]8-Lights灯光
主要记录自己在学习ARKit的过程中看到的好的文章，避免到时候链接失效无法找到原文的情况，非常感谢原博主的辛勤付出，也在此分享出来跟大家一起学习。

surface normal表面法线

表面上某一点的法向量（Normal Vector）指的是在该点处与表面垂直的方向。对于平面，其上各点的法向是一样的，统一为这个平面的法向。对于曲面，各点具有不同的法向量. 正确设置网格面上点的法向，对几何体在光照等情况下显示得更真实，这样就可以减少顶点数量，提高渲染速度

表面法线

• Normal vectors(法向量):红色的线,垂直于表面
• Light source vector(光源向量):黄色的线
• Surface shading(表面着色):每个面的颜色都不同,是计算光源向量和表面法线的夹角,夹角小则表面亮,夹角大则表面暗.
• View source vector(视点源向量):假想的从相机发出的向量.
• Surface culling(表面剔除):只有面向相机的表面才是可见的,这样渲染引擎就能决定哪个表面可以剔除不渲染.

Sphere nodes球体节点

球体节点
设置节点属性1
设置节点属性2

球体有两种,但实际,两者的不同就在于Geodesic复选框有没有选中,可以互相切换

• Radius(半径):设置球体的尺寸.

• Segment count(分段数):Scene Kit是使用很多小多边形连结在一起形成网格来模拟曲面的.分段数控制着生成球体时的片段数量,片段越多,球体越光滑,多边形数量也越多,当然渲染时花费的时间也越长,可以设置小一些.

• Geodesic(测地线):影响两种球体的多边形风格生成.默认情况下,表面是由简单的小四边形组成,但是测地线球体使用相同面积的三角形来组成网格

  
  设置节点属性3

• Diffuse(漫反射):被光线照亮后漫反射出的颜色.

• Specular(镜面反射):控制材料反光,闪亮属性,白色则强烈反光,黑色昏暗不光滑。

  
  设置节点属性4
  

  材料检查器中找到setting区

• Shininess(镜面光洁):该值越小，表示材质越粗糙，点光源发射的光线照射到上面，也可以产生较大的亮点。该值越大，表示材质越类似于镜面，光源照射到上面后，产生较小的亮点。

• Fresnel(菲涅耳):如果你站在湖边，低头看脚下的水，你会发现水是透明的，反射不是特别强烈；如果你看远处的湖面，你会发现水并不是透明的，但反射非常强烈。这就是“[菲涅尔]效应”。

Light nodes灯光节点

灯光节点

• Omni light(泛光灯):从一个点向所有方向发光,就像太阳一样.但是在3D游戏中模拟太阳时,泛光灯并不是最好选择,因为太阳光到达地球时,更接近于平行光.一般该类型适用于烛光或者灯泡光.
• Directional light(平行光):带有方向的平行光,一般用来模拟到达地面的太阳光.
• Spot light(点光源):从一个点发出的有方向的光,呈圆锥形.适用于聚光灯,比如直升机上的探照灯.
• Ambient light(环境光):环境光控制场景中的全局明亮程度.也可以理解为用来控制场景中阴影的黑暗程度.
• IES light(IES光):即光度光源.它利用真实世界的物理测量结果来定义一个光探针,包括形状,方向和光照强度.这些信息储存在Illuminating Engineering Society (IES)定义的标准格式文件中.你会发现许多制造商会根据他们产品的光照特点发布出对应的IES文件.要使用IES光源,你必须根据IES文件的URL来创建SCNLightTypeIES类型灯光.
• Light Probe(光探针):光探针不是真实的光源.当把光探针放在场景中时,它会采样当前位置的所有方向的光的颜色和强度.然后用这些信息来给场景中不同位置的材质着色.例如,当将一个纯白色的物体放在一堵五彩斑斓的墙附近时,物体上就会映照出墙体的颜色.

Three point lighting三点光照法

让3D图像更真实的秘密就是使用真实世界的光照技术,比如在摄影办很流行的三点光照系统.

三点光照法

• Key light(主光源):最主要的光源,从正面照亮物体.
• Back light(背光源):位于物体后方,和主光源相对的位置.主要目的是形成边缘光效果,使物体边缘高亮.
• Fill light(补光光源):和主光源垂直,主要目的是控制物体阴影的黑暗程度.

属性3

• Mode(模式):Dynamic(动态的)或者Baked(烘焙的).光源处理移动或者被照亮的节点会移动,就使用动态Dynamic模式.当使用外部3D创作工具创作光照贴图,并将光照效果烘焙到场景中的物体纹理时,可使用烘焙模式.
• Color(颜色):光的颜色
• Attenuation(衰减):控制光源在距离上的强烈程度.小于Start距离的是完全100%光照,大于End距离的是无光照,中间按Falloff衰减

看图理解三点光照系统,Front light和Back light是Omni类型,环境光是Ambient类型.

三点光照属性