【OpenGL】二十三、OpenGL 光照中的法线原理

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一、法线原理

二、相关资源

一、法线原理

法线是红色的虚线 , 左侧的箭头是光照射的方向 , 右侧的箭头是根据法线反射的光线 , 如下图所示 :

设置法线代码 :

// 绘制三角形
        glBegin(GL_TRIANGLES);
  // 设置法线
  glNormal3f(0.0f, -1.0f, 0.0f);
  // 1. 设置白色 , glVertex3f (GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)
  glColor4ub(255, 255, 255, 255);
        glVertex3f(-1.0f, -0.5f, -2.0f);
  // 设置法线
  glNormal3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
  // 2. 设置绿色 
  glColor4ub(0, 255, 0, 255);
  glVertex3f(1.0f, -0.5f, -2.0f);
  // 设置法线
  glNormal3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
  // 3. 设置蓝色
  glColor4ub(0, 0, 255, 255);
  glVertex3f(0.0f, -0.5f, -10.0f);
        // 绘制三角形结束
        glEnd();

上述绘制三角形时 , 给每个点都设置一个法线 , 这个法线决定我们看这个点的时候的样子 , 光照射过来以后 , 会根据法线进行漫反射 ;

如果 入射光与法线的角度小于 90 度 , 就会 产生漫反射 , 可以看到该点是亮的 ;

如果 入射光线与法线角度等于 90 度 , 就不会产生反射 , 此时点是黑色的 ;

如果 入射光线与法线角度大于 90 度 , 也不会产生反射 , 此时点是黑色的 ;

因此法线指向的角度不同 , 屏幕中绘制的点的颜色也是不同的 ; 法线一定程度上决定这个点是否反射光 , 也就是是否在屏幕上绘制指定的颜色值 ;

下面的球法线垂直与球平面 , 当光照从右上角方向打过来时 , 亮的地方就是法线与入射光夹角小于 90 的点 ( 正光面 ) , 黑的地方就是法线与入射光夹角大于等于 90 度的点 ( 背光面 ) ;

在可编程管线中 , 决定某个点是否在 正光面 还是 背光面 的判定方法 :

将改点与光源连线 , 计算该连线与法线的夹角 ,

如果该夹角小于 90 度 , 说明该点在正光面 ,

如果该夹角大于等于 90 度 , 说明该点在背光面 ;

模型颜色值 : 给定入射光 , 计算反射光 , 光 与 材质 有反射率 , 光的分量 与 材质颜色值 相乘 , 再乘以反射率 , 就是反射出去的光 , 这也是模型表面呈现的颜色值 ;

二、相关资源

GitHub 地址 : https://github.com/han1202012/OpenGL

( GitHub 源码始终都会随着后续博客的进度更新覆盖 , 可能没有本博客的相关源码 , 推荐下载博客源码快照 ) ;

博客源码快照 : https://download.csdn.net/download/han1202012/14919379

( 该源码是 Windows 桌面程序 , 使用 Visual Studio 2019 打开 )