Android OpenGL ES 开发教程(26)：设置光照效果Set Lighting

上一篇简单介绍了OpenGL中使用的光照模型，本篇结合OpenGL ES API说明如何使用光照效果：

• 设置光源
• 定义法线
• 设置物体材料光学属性

光源

OpenGL ES中可以最多同时使用八个光源，分别使用0到7表示。

OpenGL ES光源可以分为

• 平行光源(Parallel light source), 代表由位于无限远处均匀发光体，太阳可以近似控制平行光源。
• 点光源(Spot light source) 如灯泡就是一个点光源，发出的光可以指向360度，可以为点光源设置光衰减属性（attenuation)或者让点光源只能射向某个方向（如射灯）。
• 可以为图形的不同部分设置不同的光源。

下面方法可以打开某个光源，使用光源首先要开光源的总开关：

gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING);

然后可以再打开某个光源如0号光源：

gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTI0);

设置光源方法如下：

• public void glLightfv(int light,int pname, FloatBuffer params)
• public void glLightfv(int light,int pname,float[] params,int offset)
• public void glLightf(int light,int pname,float param)

• light 指光源的序号，OpenGL ES可以设置从0到7共八个光源。
• pname: 光源参数名称，可以有如下：GL_SPOT_EXPONENT, GL_SPOT_CUTOFF, GL_CONSTANT_ATTENUATION, GL_LINEAR_ATTENUATION, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE,GL_SPECULAR, GL_SPOT_DIRECTION, GL_POSITION
• params 参数的值（数组或是Buffer类型）。

其中为光源设置颜色的参数类型为GL_AMBIENT，GL_DIFFUSE,GL_SPECULAR，可以分别指定R,G,B,A 的值。

指定光源的位置的参数为GL_POSITION,值为(x,y,z,w)：

平行光将w 设为0.0，(x,y,z)为平行光的方向：

对于点光源，将 w 设成非0值，通常设为1.0. (x,y,z)为点光源的坐标位置。

将点光源设置成聚光灯，需要同时设置GL_SPOT_DIRECTION,GL_SPOT_CUTOFF等 参数，GL_POSITION的设置和点光源类似：将 w 设成非0值，通常设为1.0. (x,y,z)为点光源的坐标位置。而对于GL_SPOT_DIRECTION 参数，设置聚光的方向(x,y,z)

GL_SPOT_CUTOFF 参数设置聚光等发散角度（0到90度）

GL_SPOT_EXPONENT 给出了聚光灯光源汇聚光的程度，值越大，则聚光区域越小（聚光能力更强）。

对应点光源（包括聚光灯），其它几个参数GL_CONSTANT_ATTENUATION, GL_LINEAR_ATTENUATION, GL_QUADRATIC_ATTENUATION 为点光源设置光线衰减参数，公式有如下形式，一般无需详细了解：

在场景中设置好光源后，下一步要为所绘制的图形设置法线(Normal)，只有设置了法线，光源才能在所会物体上出现光照效果。三维平面的法线是垂直于该平面的三维向量。曲面在某点P处的法线为垂直于该点切平面的向量

和设置颜色类似，有两个方法可以为平面设置法线，一是

public void glNormal3f(float nx,float ny,float nz)

这个方法为后续所有平面设置同样的方向，直到重新设置新的法线为止。

为某个顶点设置法线：

public void glNormalPointer(int type,int stride, Buffer pointer)

• type 为Buffer 的类型，可以为GL_BYTE, GL_SHORT, GL_FIXED,或 GL_FLOAT
• stride: 每个参数之间的间隔，通常为0.
• pointer: 法线值。

打开法线数组

gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY);

用法和Color, Vertex 类似。参见Android OpenGL ES 开发教程(8)：基本几何图形定义。

规范化法向量，比如使用坐标变换（缩放），如果三个方向缩放比例不同的话，顶点或是平面的法线可能就有变好，此时需要打开规范化法线设置：

gl.glEnable(GL10.GL_NORMALIZE);

经过规范化后法向量为单位向量（长度为1）。同时可以打开缩放法线设置

gl.glEnable(GL10.GL_RESCALE_NORMAL);

设置好法线后，需要设置物体表面材料(Material)的反光属性（颜色和材质）。

将在下篇介绍设置物体表面材料(Material)的反光属性（颜色和材质）并给出一个光照的示例。