3.2 光照篇（2）

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3.2   光照篇（2）

2．光源

事实上光源才是所有光照效果的基础，没有光源一切都无从谈起。OpenGL中我们可以设置８个光源，其编号分别为GL_LIGHT0、GL_LIGHT1、……、GL_LIGHT7。就相当于现实生活中有８个太阳，但每个太阳的位置、方向及它发出的光线可以完全不同。因此，OpenGL中我们设置光源时，主要就是设置其颜色、位置、方向等性质。另外，OpenGL中任何一个光源都可以发出不同强度的环境光、散射光、镜面反射光，这几个方面综合起来就决定了光源的颜色。

我们通过glLightfv（光源编号，光源特性，参数数据）来设置光源。其中，光源编号可取GL_LIGHT0、GL_LIGHT1、……、GL_LIGHT7共8个值。光源特性主要可取GL_AMBIENT（设置光源的环境光属性，默认值(0,0,0,1)）、GL_DIFFUSE（设置光源的散射光属性，默认值(1,1,1,1)）、GL_SPECULAR（设置光源的镜面反射光属性，默认值(1,1,1,1)）、GL_POSITION（设置光源的位置，默认值(0,0,1,0)）。参数数据格式要求为数组形式，即数学上的向量形式。

下面一段代码，我们将一个光源的性质进行完整设置：

GLfloat Va[]={0.4,0.4,0.4,1};           //光源环境光强度数组
GLfloat Vd[]={0.6,0.6,0.6,1};           //光源散射光强度数组
GLfloat Vs[]={0.6,0.6,0.6,1};           //光源镜面反射光强度数组
GLfloat Vp[]={1,1,1,1};             //光源位置数组
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,Va); //设置0号光源的环境光属性
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,Vd); //设置0号光源的散射光属性
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_SPECULAR,Vs);    //设置0号光源的镜面反射光属性
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,Vp);    //设置0号光源的位置属性

光源的性质设置完毕，还要调用glEnable(GL_LIGHT0)来打开光源。就相当于你买回手电筒、装好电池（设置光源），但如果不打开开关（打开电源），手电筒是不起作用的。

另外，对于GL_POSITION，其位置数组(x，y，z，w)定义了光源在空间中的位置。但三维空间为什么需要4个量呢？事实上这里采用的是齐次坐标，当w≠0时，它表示光源处于空间中(x，y，z)处，这时的光源称为定点光源；当w＝0时，根据齐次坐标的性质，它表示光源位于无穷远处，此时光源称为定向光源，其所有光线几乎是相互平等的，如太阳。其光线方向由点（x，y，z）指向(0,0,0)。

将第2章中的正方体的例子做以下修改。修改后的void __fastcall TForm1::OpenGL1 GLPaint(TObject *Sender)处的代码如下（其余位置不变）：

void __fastcall TForm1::OpenGL1GLPaint(TObject *Sender)
{
  glEnable(GL_DEPTH_TEST);          //隐藏表面消除
  glClear(GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清除窗口颜色

  const GLfloat glfLightAmbient1[4] = {0.1, 0.1, 0.1, 1.0};
  const GLfloat glfLightAmbient2[4] = {0.4, 0.4, 0.4, 1.0};
  const GLfloat glfLightDiffuse1[4] = {0, 0.8, 0.8, 1.0};
  const GLfloat glfLightDiffuse2[4] = {0.8, 0.8, 0.8, 1.0};
  const GLfloat glfLightSpecular1[4] = {0, 0.8, 0.8, 1.0};
  const GLfloat glfLightSpecular2[4] = {0.8, 0.8, 0.8, 1.0};
  const GLfloat glPosition1[4]={0,0,1,0};
  const GLfloat glPosition2[4]={0.6,0.6,-0.6,1};
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  glfLightAmbient1);
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  glfLightDiffuse1);
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, glfLightSpecular1);
  glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,glPosition1);
  glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT,  glfLightAmbient2);
  glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE,  glfLightDiffuse2);
  glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, glfLightSpecular2);
  glLightfv(GL_LIGHT1,GL_POSITION,glPosition2);
  glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE,GL_TRUE);//两面照亮
      glEnable(GL_LIGHTING);//启用光照
      glEnable(GL_LIGHT0);
      glEnable(GL_LIGHT1);//打开光源
      glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);//启用颜色追踪
      glColorMaterial(GL_FRONT,GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
//物体正面的材料环境颜色和散射颜色，追踪glColor所设置的颜色（比较拗口，事实上就是让OpenGL根据glColor所设置的颜色自动设置物体的反射强度）

  glShadeModel(GL_FLAT);//设置颜色填充模式
   glBegin(GL_QUAD_STRIP) ;
     glVertex3f(i,-i,i);
     glVertex3f(i,-i,-i);
     glColor3f(1,0,0);
     glVertex3f(-i,-i,i);
     glVertex3f(-i,-i,-i);
     glColor3f(0,1,0);
     glVertex3f(-i,i,i);
     glVertex3f(-i,i,-i);
     glColor3f(0,0,1);
     glVertex3f(i,i,i);
     glVertex3f(i,i,-i);
     glColor3f(1,1,0);
     glVertex3f(i,-i,i);
     glVertex3f(i,-i,-i);
   glEnd();
   glBegin(GL_QUADS);
     glVertex3f(i,-i,i);
     glVertex3f(-i,-i,i);
     glVertex3f(-i,i,i);
     glColor3f(1,0,1);
     glVertex3f(i,i,i);

     glVertex3f(i,-i,-i);
     glVertex3f(-i,-i,-i);
     glVertex3f(-i,i,-i);
     glColor3f(0,1,1);
     glVertex3f(i,i,-i);
   glEnd();

      glDisable(GL_LIGHTING);//关闭光照
      glDisable(GL_LIGHT0);//关闭０号光源
      glDisable(GL_LIGHT1); //关闭１号光源
}

程序运行效果如图3-5和图3-6所示（旋转一下可以发现，图形的3D效果同第2章相比有了长足的进步。第2章中感觉像是几个放置在空间中的木板，现在的第一感觉就是空间中的正方体）。

 

图3-5  原始效果图

 

图3-6  增加光照后的效果图

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