shader中点光源如何计算
时间: 2024-01-12 13:03:47 浏览: 121
在Shader中,点光源的计算通常需要以下几个步骤:
1. 计算光线方向
由于点光源是一种只有位置属性的光源,因此在计算光照时需要先计算出光线方向。假设点光源的位置为 `lightPos`,当前像素的位置为 `fragPos`,则光线方向可以表示为:
```
vec3 lightDir = normalize(lightPos - fragPos);
```
2. 计算距离衰减
由于点光源是一种距离敏感的光源,因此需要根据像素与光源之间的距离来计算光照的强度。一般情况下,距离越远,光照强度越弱。在距离衰减计算中,我们通常使用以下公式:
```
float distance = length(lightPos - fragPos);
float attenuation = 1.0 / (constant + linear * distance + quadratic * distance * distance);
```
其中 `constant`、`linear` 和 `quadratic` 是用户定义的常量,用于控制距离衰减的程度。在计算中,我们先计算出像素与光源之间的距离 `distance`,然后根据距离和距离衰减常量计算出衰减系数 `attenuation`。
3. 计算漫反射光照
在计算漫反射光照时,我们需要使用光线方向和法线向量来计算光线在表面上的投影,并根据投影的大小来计算光照强度。假设当前像素的法线向量为 `normal`,漫反射光照强度为 `diffuse`,则漫反射光照的计算公式为:
```
float diff = max(dot(normal, lightDir), 0.0);
vec3 diffuse = diff * attenuation * lightColor;
```
其中 `lightColor` 是点光源的颜色属性,`max(dot(normal, lightDir), 0.0)` 表示光线在表面上的投影大小。
4. 计算镜面反射光照
如果需要计算镜面反射光照,则可以使用反射向量和视线向量来计算镜面反射光照的强度。假设当前像素的反射向量为 `reflectDir`,视线向量为 `viewDir`,镜面反射光照强度为 `specular`,则镜面反射光照的计算公式为:
```
vec3 reflectDir = reflect(-lightDir, normal);
float spec = pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), shininess);
vec3 specular = spec * attenuation * lightColor;
```
其中 `shininess` 是一个用户定义的常量,用于控制镜面反射光照的大小,`reflect(-lightDir, normal)` 表示光线在表面上的反射向量。最终,我们可以将漫反射光照和镜面反射光照的强度相加,得到点光源对当前像素的光照贡献。
阅读全文