opengl es 灯光

这一章将在你的程序中加入灯光，使场景看起来和真实场景一样。

灯光

opengl中灯光分为好几种，都可以加入到你的场景中。

Ambiend Light 环境光
环境光没有确切的来源方向，当环境光照射到物体时，光被反射到各个方向。

Diffuse Light 漫射光
漫射光不同于环境光，它来自某个方向，但和环境光一样，照射到物体时，会被反射到各个方向。

Specular Light 镜面光
镜面光和漫射光一样是有方向的，但它反射方向是一定的，而不像漫射光一样反射到各个方向。所以当镜面光照射到物体时，你会看到物体表面被照射的亮点。

Emissive Light 发射光
它来自于某一物体，该物体散发出大量的光，但不会被任何物体面反射。

为了更好的理解这几种光，我从网络上摘抄了一段定义：
* 环境光——经过多次反射而来的光称为环境光，无法确定其最初的方向，但当特定的光源关闭后，它们将消失.
* 全局环境光——它们并非来自特定的光源，这些光经过了多次散射，已经无法确定其光源位于何处.
* 散射光——来自同一方向，照射到物体表面后，将沿各个方向均匀反射，因此，无论从哪个方向观察，表面的亮度都相同.
* 镜面反射光——来自特定方向，也被反射到特定方向.镜面反射度与之相关.
* 材质发射光——用于模拟发光物体.在OpenGL光照模型中，表面的发射光增加了物体的亮度，它不受光源的影响，另外，发射光不会给整个场景中增加光线.

材质

你不光可以设置光的属性，而且还可以指定不同的面对光照作出的反应，这就要指定材质属性。
这就指定了一个面对光源反射多少。

法线

法线是一个向量垂直于（90度）某一特定面，就称这个向量是某个面的法线。法线可以用于光的计算。如果你想让画出的物体对光源产生影响，那么必须指定物体每个面的法线。下面将会说明。

另一个需要注意的一点是，法线要单位化，我们不会深入数学计算，这不是我们这章的目的。如果需要会在将来某章中讲解。简明的说，一个向量的长度等于各个向量分量的平方和的平方根，再把每个向量的分量除以这个值。现在不需要过多担心这个。

程序代码：

下面定义两个颜色数组，一个用于环境光，一个用于漫射光，它们是光源的颜色值。
float lightAmbient[] = { 0.2f, 0.3f, 0.6f, 1.0f };
float lightDiffuse[] = { 0.2f, 0.3f, 0.6f, 1.0f };

下面创建一个材质属性数组，分别用于环境光和漫射光。
用材质属性值乘以光源值得出面的反射颜色值，下面的值将会导致面反射的光失去接收光的百分之四十。每个值表示特定颜色被反射的数量。
float matAmbient[] = { 0.6f, 0.6f, 0.6f, 1.0f };
float matDiffuse[] = { 0.6f, 0.6f, 0.6f, 1.0f };

void init()
{
首先先启用光源，这样光才会在场景中起作用。
glEnable(GL_LIGHTING);

opengl最多允许8个光源，要使用某个光源，需要使用glEnable打开它，光源的编号是GL_LIGHTX,X的值是0---7。
指定材质属性，可以使用glMaterialfv和glMaterialf ，glMaterialfv接受向量数组，而glMaterialf只接受一个向量。第一个参数指定那个面被更新，在opengl es中只可以使用GL_FRONT_AND_BACK，其他参数不起作用。之所以存在这个参数，是因为opengl可以设置多个参数。
第二个参数指定光源的类型，GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE, GL_SPECULAR, GL_EMISSION 和 GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE.
最后一个参数指定一个数组或单个值，取决于你使用的哪个函数。

下一行设置面的材质属性：
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT, matAmbient);
glMaterialfv(GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, matDiffuse);

灯光的设置和材质的设置相同，使用glLightfv或glLightf函数：
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, lightAmbient);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, lightDiffuse);

init函数没有发生改变：
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glDepthFunc(GL_LEQUAL);

glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
glClearDepthf(1.0f);

glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, box);
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);

glEnable(GL_CULL_FACE);
glShadeModel(GL_SMOOTH);
}

display函数的开头部分没有发生改变：
void display()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();

gluLookAtf(
0.0f, 0.0f, 3.0f,
0.0f, 0.0f, 0.0f,
0.0f, 1.0f, 0.0f);

glRotatef(xrot, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
glRotatef(yrot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

前面我们讨论了法线，法线是垂直于面的，所以前平面的法线是(0, 0, 1)，后平面的法线是(0, 0, -1)，两个法线的长度为1，所以不用再单位化。
法线由glNormal3f 函数指定，并在渲染时调用。这个函数由3个float类型的数据组成单位化的向量。
// FRONT AND BACK
glColor4f(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
glNormal3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
glNormal3f(0.0f, 0.0f, -1.0f);
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 4, 4);

其他页面设置也同上，

// LEFT AND RIGHT
glColor4f(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
glNormal3f(-1.0f, 0.0f, 0.0f);
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 8, 4);
glNormal3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 12, 4);

// TOP AND BOTTOM
glColor4f(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);
glNormal3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 16, 4);
glNormal3f(0.0f, -1.0f, 0.0f);
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 20, 4);

glFlush();
glutSwapBuffers();
}

最后菜单增加一项彩色材质，这项选择打开或关闭色彩跟踪。色彩跟踪根据当前面的色彩反色不同色的光。

case 2 :
if (glIsEnabled(GL_COLOR_MATERIAL))
glDisable(GL_COLOR_MATERIAL);
else
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
break;

下面两张图是程序的运行结果，分别是普通灯光和色彩追踪的效果。
普通灯光 色彩跟踪

现在学会了在场景中添加灯光，它提供了灵活的设置，使得场景更加真实。