音视频开发之旅（43)-光照基础(二)
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目录
- 实践（环境光、漫反射光、镜面反射光）
- 资料
- 收获
上一篇我们学习实践了关照基础的基本概念和立方体的实现。有不清楚的可以先进行回看。
这篇我们来光照基础的具体实践
一、光照基础实践
原始立方体效果
1.1、环境光（Ambient Lightiing）
//顶点着色器
uniform vec3 lightColor;
void main()
{
...
// 环境光
//光照强度
float ambientStrength = 0.3;
ambient = ambientStrength * lightColor;
...
}
//片源着色器
varying vec3 ambient;
void main()
{
vec4 color = texture2D(uTexture, v_texCoord);
vec3 finalColor = ambient * vec3(color);
gl_FragColor = min(vec4(finalColor, color.a),vec4(1.0));
}
在Render中传入lightcolor即可
GLES20.glEnableVertexAttribArray(ulightcolorLoc)
//环境光，xyz坐标上的值
GLES20.glUniform3f(ulightcolorLoc,1.0f,1.0f,1.0f)
加入环境光后效果如下
1.2 漫反射光(Diffuse Lighting)
//顶点的法向量
attribute vec3 aNormal;
//模型矩阵
uniform mat4 uModelMatrix;
//光源位置
uniform vec3 lightPos;
void main()
{
...
// 漫反射
float diffuseStrength = 0.8;
//顶点的单位法线
vec3 unitNormal = normalize(vec3(uModelMatrix * vec4(aNormal, 1.0)));
//从顶点到光源的单位向量
vec3 lightDir = normalize(lightPos - fragPos);
//上面来两个向量进行点乘
float diff = max(dot(unitNormal, lightDir), 0.0);
diffuse = diffuseStrength * diff * lightColor;
...
}
Render中修改如下
//设置每个顶点的法向量
GLES20.glEnableVertexAttribArray(aNormalCoorLoc)
cubeLight.vertexArrayBuffer.position(CubeLight.POSITION_COMPONENT_COUNT+CubeLight.POSITION_TEXTURE_COUNT)
GLES20.glVertexAttribPointer(aNormalCoorLoc,CubeLight.POSITION_NORMAL_COUNT,GLES20.GL_FLOAT,false,CubeLight.STRIDE, cubeLight.vertexArrayBuffer)
//设置光照点
GLES20.glEnableVertexAttribArray(ulightPosLoc)
GLES20.glUniform3f(ulightPosLoc,3.0f,0.0f,1.0f)
顶点数据在上一篇的基础上加入法向量
val vertexData = floatArrayOf(
//position //texture coord //normal
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f
)
环境光+漫反射光后效果如下
我们设置的光源位置在x轴的正3和y轴的正1位置，所以看到的立方体右侧的平面会有光照效果，而其他面影响很小。
1.3、镜面反射光(Specular Lighting)
//顶点着色器代码添加镜面反射
//镜面反射
float specularStrength = 0.9;
//视角和顶点的单位向量
vec3 viewDir = normalize(viewPos - fragPos);
//调用reflect反射内置函数
vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, unitNormal);
float spec = pow(max(dot(unitNormal, reflectDir), 0.0), 16.0);
specular = specularStrength * spec * lightColor;
//设置光照点
GLES20.glEnableVertexAttribArray(ulightPosLoc)
GLES20.glUniform3f(ulightPosLoc,3.0f,0.0f,2.0f)
//设置镜面反射 视点位置
GLES20.glEnableVertexAttribArray(uViewPosLoc)
GLES20.glUniform3f(uViewPosLoc,-1.0f, 0.0f, 3.0f)
环境光+镜面反射光后效果如下
最后看下 三种光照同时作用于立方体的效果
完整代码已上传至 github https://github.com/ayyb1988/mediajourney
二、资料
《OpenGL编程指南》
基础光照
探究OpenGL光照模型的着色器实现
OpenGL_ES-光照(光照基础,漫反射,镜面反射)
NDK OpenGL ES 3.0 开发（九）：光照基础
OPENGL ES 案例03：COREANIMATION绘制立方体+旋转
三、收获
在上一篇的基础上，实践环境光、漫反射、镜面反射
感谢你的阅读
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