OpenGL定向照明+定位

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenGL定向照明+定位

【英文标题】：OpenGL Directional Lighting + Positioning

【发布时间】：2012-02-28 23:48:02

【问题描述】：

我正在编写一个引擎并使用 Light 0 作为场景的“太阳”。太阳是定向光。

我设置了场景的 Ortho 视点，然后将灯光设置在屏幕的“东”侧（以及角色）（x/y 是平面地形的坐标，正 z 朝向相机并且指示地形上的“高度”——场景也会旋转以获得 x 轴上的等距视图）。

灯光似乎在 0,0,0 的“东”处闪烁，但随着角色移动，它不会移动（CenterCamera 在提供的值的负值上执行 glTranslate3f，以便可以映射指定世界坐标）。意思是，我越往西走，它总是黑暗的，没有光。

    Graphics.BeginRenderingLayer();
    
        Video.MapRenderingMode();

        Graphics.BeginLightingLayer( Graphics.AmbientR, Graphics.AmbientG, Graphics.AmbientB, Graphics.DiffuseR, Graphics.DiffuseG, Graphics.DiffuseB, pCenter.X, pCenter.Y, pCenter.Z );
        
            Graphics.BeginRenderingLayer();
            
                Graphics.CenterCamera( pCenter.X, pCenter.Y, pCenter.Z );
                RenderMap( pWorld, pCenter, pCoordinate );
            
            Graphics.EndRenderingLayer();

            Graphics.BeginRenderingLayer();
            
                Graphics.DrawMan( pCenter );
            
            Graphics.EndRenderingLayer();
        
        Graphics.EndLightingLayer();
    
    Graphics.EndRenderingLayer();

Graphics.BeginRenderingLayer = PushMatrix, EndRenderingLayer = PopMatrix Video.MapRenderingMode = Ortho Projection and Scene Rotation/Zoom CenterCamera 会转换到 X/Y/Z 的反面，这样角色现在就以 X/Y/ 为中心Z 在屏幕中间。

有什么想法吗？也许我在这里有些混淆了我的一些代码？

照明代码如下：

    public static void BeginLightingLayer( float pAmbientRed, float pAmbientGreen, float pAmbientBlue, float pDiffuseRed, float pDiffuseGreen, float pDiffuseBlue, float pX, float pY, float pZ )
    
        Gl.glEnable( Gl.GL_LIGHTING );
        Gl.glEnable( Gl.GL_NORMALIZE );
        Gl.glEnable( Gl.GL_RESCALE_NORMAL );
        Gl.glEnable( Gl.GL_LIGHT0 );

        Gl.glShadeModel( Gl.GL_SMOOTH );

        float[] AmbientLight = new float[4]  pAmbientRed, pAmbientGreen, pAmbientBlue, 1.0f ;
        float[] DiffuseLight = new float[4]  pDiffuseRed, pDiffuseGreen, pDiffuseBlue, 1.0f ;
        float[] PositionLight = new float[4]  pX + 10.0f, pY, 0, 0.0f ;
        //Light position of Direction is 5 to the east of the player.

        Gl.glLightfv( Gl.GL_LIGHT0, Gl.GL_AMBIENT, AmbientLight );
        Gl.glLightfv( Gl.GL_LIGHT0, Gl.GL_DIFFUSE, DiffuseLight );
        Gl.glLightfv( Gl.GL_LIGHT0, Gl.GL_POSITION, PositionLight );

        Gl.glEnable( Gl.GL_COLOR_MATERIAL );
        Gl.glColorMaterial( Gl.GL_FRONT_AND_BACK, Gl.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE );
    

【问题讨论】：

发布您的代码以显示您设置灯光的位置可能会有所帮助。

编辑原件以包含照明代码。

您是否正在计算并发送每个顶点的法线？

【参考方案1】：

您需要为每个表面提供法线。正在发生的事情（没有法线）是定向光基本上照在零以东的所有位置上，而那里的所有东西的法线都是 0,0,1（它面向西）。

据我所知，您不需要为每个顶点发送法线，而是因为 GL 是一个状态机，所以您需要确保每当法线发生变化时都会对其进行更改。所以如果你在一个立方体上渲染一个面，“西”面应该有一个单独的调用

glNormal3i(0,0,1);
glTexCoord..
glVertex3f...
glTexCoord..
etc.

对于 x-y-z 对齐的直角棱镜，“整数”就足够了。对于不面向六个基本方向之一的面，您需要对其进行归一化。根据我的经验，除非四边形不平坦，否则您只需要标准化前三个点。这是通过找到由四边形中的前三个边形成的三角形的法线来完成的。

我发现一些关于“计算法线”的简单教程很有启发性。

第二部分是，由于它是定向光，因此 (W=0) 根据玩家位置重新定位它是没有意义的。除非光线本身是从相机后面发出的，并且您正在旋转您面前的物体（例如模型），并且您希望始终保持正面照明，否则它的位置可能应该类似于

float[] PositionLight = new float[4]  0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f ;

或者，如果 GLx 方向被解释为东西方向（即您最初面向北/南）

float[] PositionLight = new float[4]  1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f ;

这个概念是您正在计算每个面的光，如果光不移动并且场景本身不移动（只是相机在场景中移动），方向计算将始终保持正确。如果法线准确，GL 可以计算出特定面部上显示的光强度。

最后一点是 GL 不会自动为您处理阴影。基本 GL_Light 足以用于一系列凸形的受控照明，因此您必须确定是否应将光（例如太阳）应用于面部。在某些情况下，这只是获取脸部所属的实体，并查看太阳光的矢量在到达“天空”之前是否与另一个实体相交。

在光照贴图和阴影贴图中寻找东西。

【参考方案2】：

可能会绊倒很多人的一件事是发送到glLightFv 的位置是由当前矩阵堆栈转换的。因此，如果您想将灯光设置到世界坐标中的特定位置，则必须在调用glLightFv 时在矩阵堆栈上设置并激活相机和投影矩阵。