光的光源（Light source）

Posted 2023-04-26

参考技术A

光源主要可以分为三类。
第一类是热效应产生的光。太阳光就是很好的例子，此外蜡烛等物品也都一样，此类光随着温度的变化会改变颜色。
第二类是原子跃迁发光。荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光。此外霓虹灯的原理也是一样。原子发光具有独自的特征谱线。科学家经常利用这个原理鉴别元素种类。
第三类是物质内部带电粒子加速运动时所产生的光。譬如，同步加速器（synchrotron）工作时发出的同步辐射光，同时携带有强大的能量。另外，原子炉（核反应堆）发出的淡蓝色微光（切伦科夫辐射）也属于这种。

OpenGL glLightfv 函数的应用以及光源的相关知识

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）。

效果图见路径  http://book.51cto.com/art/201104/255655.htm