iOS开发之SceneKit框架--SCNLight.h

Posted 2020-11-04 ForeverGuard

1、SCNLight简介

　　用于添加光源，连接到一个节点照亮现场，可以给场景添加不同的灯光，模拟逼真的环境。

 

2、四种灯光的简介

　　添加一个box立方体、一个tube圆柱管道和一个地板floor，没有灯光的时候物体都是白色的模型图：

 

　　四种灯光分别为环境光、全方位光、定向光和点光源，另外还有一个光域网和荧光探针。添加不同灯光后效果如下：

//灯光类型 枚举
@property(nonatomic, copy) SCNLightType type;

FOUNDATION_EXTERN SCNLightType const SCNLightTypeAmbient;                                                  // 环境光(Ambient light)：环境光源是控制场景整体亮度的源头。
FOUNDATION_EXTERN SCNLightType const SCNLightTypeOmni;                                                     // 全方位光(Omni light)：白天天空中的明亮的光芒 - 太阳 - 基本上是全能的光
FOUNDATION_EXTERN SCNLightType const SCNLightTypeDirectional;                                              // 定向光(Directional light)：这种类型在特定方向发射平行光线。
FOUNDATION_EXTERN SCNLightType const SCNLightTypeSpot;                                                     // 点光源(Sopt light)：这种类型的光也是定向的，但是光从空间中的单个点发射并且以锥形展开。
FOUNDATION_EXTERN SCNLightType const SCNLightTypeIES API_AVAILABLE(macos(10.12), ios(10.0), tvos(10.0));   // 光域网是一种关于光源亮度分布的三维表现形式，存储于IES文件当中。https://baike.baidu.com/item/%E5%85%89%E5%9F%9F%E7%BD%91/86200?fr=aladdin
FOUNDATION_EXTERN SCNLightType const SCNLightTypeProbe API_AVAILABLE(macos(10.12), ios(10.0), tvos(10.0)); // 荧光探针https://baike.baidu.com/item/%E8%8D%A7%E5%85%89%E6%8E%A2%E9%92%88/2698663

• 全方位光（SCNLightTypeOmni）：例如太阳。（1》在原来模型基础上添加一个全方位光效果图白色！）

• 环境光（SCNLightTypeAmbient）：用于控制场景整体亮度的源头。注意环境光需要在添加其他光源后才会有效果！（2》在原来全方位光基础上添加一个环境光海洋蓝效果图！）

•  定向光（SCNLightTypeDirectional）：光线平行如射线一样。（3》在以上基础上添加一个定向光橙红色效果图！）
• 注意橙红色箭头就是光的发射方向 

• 点光源（SCNLightTypeSpot）：单个点发射并且以锥形展开。将其用于更集中的光源，如在一架疯狂的夜总会追逐场景中，警方直升机正在跟踪逃离劫匪的汽车。（4》去除其它灯光添加点光源红色效果图）
  

• 附：关于灯光坐标简单说明

• 1、被选中时变为黄色；
• 2、X轴-红色箭头、Y轴-绿色箭头、Z轴-蓝色箭头（右手法则）；
• 3、屏幕移动选中夹角区域，旋转就选中夹角区域的边线；

 

3、其它API简介

• 初始化

//初始化
+ (instancetype)light;

• 修改灯光光的外观

//灯光类型 枚举
@property(nonatomic, copy) SCNLightType type;

//灯光颜色
@property(nonatomic, retain) id color;

//色温
//开尔文温度。渲染器将光的颜色乘以光的温度所产生的颜色。默认为6500(纯白色)。可以做成动画。
@property(nonatomic) CGFloat temperature API_AVAILABLE(macos(10.12), ios(10.0), tvos(10.0));

//光亮强度，光通量
//这种强度被用来调节光的颜色。当与以物理为基础的材料一起使用时，它对应于光的光通量，在lumens（lm）中表示。默认为1000。可以做成动画。
@property(nonatomic) CGFloat intensity API_AVAILABLE(macos(10.12), ios(10.0), tvos(10.0));

//描述光探测器各个方向的估计照明环境的数据。
//目前球面谐波仅由光探针(SCNLightTypeProbe)支持。数据是27个32位浮点值的数组，包含三个与红、绿和蓝色系数对应的非交叉数据集。
@property(nonatomic, copy, readonly) NSData *sphericalHarmonicsCoefficients API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));

• 管理灯光属性

//灯光名字
@property(nonatomic, copy, nullable) NSString *name;

• 管理光衰减

//光的强度开始减弱的距离。可以做成动画。
//只使用类型点光源SCNLightTypeSpot和全方位光源SCNLightTypeOmni，默认为0
@property(nonatomic) CGFloat attenuationStartDistance API_AVAILABLE(macos(10.10));

//光的强度被完全削弱的距离
//只使用类型点光源SCNLightTypeSpot和全方位光源SCNLightTypeOmni，默认为0
@property(nonatomic) CGFloat attenuationEndDistance API_AVAILABLE(macos(10.10));

//指定起始和结束衰减距离之间的衰减。0表示一个常数衰减，1个线性衰减，2个二次衰减
////只使用类型点光源SCNLightTypeSpot和全方位光源SCNLightTypeOmni，默认为2，可动画
@property(nonatomic) CGFloat attenuationFalloffExponent API_AVAILABLE(macos(10.10));

• 管理聚光灯的范围

//可以用一个位置和方向(从包含光线的节点)和一个指定圆锥宽度的角度来定义聚光灯的锥形照明区域。此外，照明区域可以顺利地从充分照明过渡到没有照明。这个属性决定了整个照明区域的宽度。
//默认值为0.0，指定只有聚光灯照明的区域的中心被完全照亮。
@property(nonatomic) CGFloat spotInnerAngle API_AVAILABLE(macos(10.10));

//这个属性决定了转换区域的宽度。默认值是45.0。
@property(nonatomic) CGFloat spotOuterAngle API_AVAILABLE(macos(10.10));

//在摄影和舞台灯光的术语中，gobo(也被称为flag或cookie)是一个模板、凝胶或其他放置在光源前的物体，形成或着色光束。
//通过更改永久分配给该属性的对象的内容属性来改变聚光灯的外观。与其他材质属性一样，您可以使用一个颜色或图像，或者一个包含动画内容的核心动画层，作为一个照明gobo。
//此属性仅适用于类型属性为spot的灯。
@property(nonatomic, readonly, nullable) SCNMaterialProperty *gobo API_AVAILABLE(macos(10.9));

• 管理光线投射的阴影

//是否支持投射阴影
//仅支持灯光类型的点光源SCNLightTypeSpot和定向光SCNLightTypeDirectional
@property(nonatomic) BOOL castsShadow;

//指定接收器的阴影的颜色(CGColorRef或NSColor)。默认为黑色。可以做成动画。
//在iOS 9或之前的macOS 10.11或更早的时候，默认为黑色50%透明。
@property(nonatomic, retain) id shadowColor;

//指定用于渲染接收方阴影的示例半径。默认值是3.0。可以做成动画
@property(nonatomic) CGFloat shadowRadius;

//指定阴影映射的大小。
//阴影图越大，阴影越精确，但计算越慢。如果设置为{0,0}，则自动选择阴影映射的大小。默认为{ 0 }。
@property(nonatomic) CGSize shadowMapSize API_AVAILABLE(macos(10.10));

//指定每个片段的样本数目，以计算阴影映射。默认值为0。
//在macOS 10.11或更早的时候，shadowSampleCount默认为16。在iOS 9或之前，默认为1.0。
//在macOS 10.12、iOS 10和更大的版本中，当shadowSampleCount设置为0时，根据平台选择默认的样本计数。
@property(nonatomic) NSUInteger shadowSampleCount API_AVAILABLE(macos(10.10));

//指定用于投射阴影的模式。默认为SCNShadowModeForward。
@property(nonatomic) SCNShadowMode shadowMode API_AVAILABLE(macos(10.10));
/*! 枚举SCNShadowMode
 @abstract 投射阴影的模式
 当阴影模式设置为SCNShadowModeForward时，在计算光照时计算阴影。在这种模式下，只有阴影颜色的阿尔法分量用来改变照明的贡献。
 当阴影模式设置为SCNShadowModeDeferred阴影时，应用作为一个post过程。阴影是混合在最终的图像上，可以是任意的颜色。然而，大部分的时间效率都不如SCNShadowModeForward，除非一个场景有很多的透支。
 当阴影模式被设置为SCNShadowModeModulated，光不再照亮场景，它只投射阴影。因此设置浅色没有效果。在这种模式下，gobos扮演了一个影子投影仪的角色:gobo图像是通过阴影接收器的片段来调制的。典型的用法是使用一个径向渐变(黑色到白色)的图像，它被投射到一个字符(并且使用光和节点的categoryBitMask来将字符从阴影接收器中排除)。
 */
typedef NS_ENUM(NSInteger, SCNShadowMode) {
    SCNShadowModeForward   = 0,
    SCNShadowModeDeferred  = 1,
    SCNShadowModeModulated = 2
} API_AVAILABLE(macos(10.10));

//应用于阴影的修正量
//它乘以一个实现特定的值，以创建一个恒定的深度偏移量。默认为1.0
@property(nonatomic) CGFloat shadowBias API_AVAILABLE(macos(10.10));


//指定用于从定向光渲染到阴影映射的正投影。默认为1。
//仅支持灯光类型的定向光SCNLightTypeDirectional
@property(nonatomic) CGFloat orthographicScale API_AVAILABLE(macos(10.10));

//指定光和表面之间的最小距离投射阴影。
//如果一个表面比这个最小距离更接近光，那么表面就不会被遮蔽。接近值必须与零不同。可以做成动画。默认为1。
@property(nonatomic) CGFloat zNear API_AVAILABLE(macos(10.10));

//指定光和可见表面之间的最大距离投射阴影。
//如果一个表面离光远超过这个最大距离，那么表面就不会被遮蔽。可以做成动画。默认为100。
@property(nonatomic) CGFloat zFar API_AVAILABLE(macos(10.10));

• 选择要被灯光照亮的节点

//确定将由接收者点亮的节点类别。默认设置为所有位集。它定义了这个光属于哪个类别。
@property(nonatomic) NSUInteger categoryBitMask API_AVAILABLE(macos(10.10));

• 设置IES文件

//指定要确定形状、方向和光照强度的IES文件。默认为零。
@property(nonatomic, retain, nullable) NSURL *IESProfileURL API_AVAILABLE(macos(10.12), ios(10.0), tvos(10.0));

• 其它属性

//指定阴影映射投影是否应该由用户自动或手动完成。默认值为YES。
@property(nonatomic) BOOL automaticallyAdjustsShadowProjection API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));

//指定接收光的阴影不被计算的视点的最大距离。默认为100.0。
@property(nonatomic) CGFloat maximumShadowDistance API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));

//当启用时，只渲染阴影脚轮的背面。默认为没有。
@property(nonatomic) BOOL forcesBackFaceCasters API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));

//使用主渲染的样本分布，以更好地适应阴影效果。默认为没有。
@property(nonatomic) BOOL sampleDistributedShadowMaps API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));

//指定将为接收光计算的不同阴影映射的数量。默认为1。最大的是4。
@property(nonatomic) NSUInteger shadowCascadeCount API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));

//指定在线性分割(0)和对数分割(1)之间插值的一个因子。默认值为0.15。
@property(nonatomic) CGFloat shadowCascadeSplittingFactor API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));