GLSL着色器教程：实现Phong照明模型

资源摘要信息:"glsl-lighting-walkthrough:使用 glslify 的 phong 着色教程" 知识点: 1. GLSL 着色器基础: GLSL（OpenGL Shading Language）是一种用于编写图形处理程序的高级编程语言，是 OpenGL 图形API的一部分。它被广泛用于自定义渲染管线，特别是与着色器（片元着色器和顶点着色器）相关的编程。本教程就是围绕着如何使用GLSL实现更复杂的光照效果。 2. Phong 着色模型: Phong 着色模型是一种用于实时图形的局部光照模型，由Bui Tuong Phong提出。模型描述了如何根据材质的特性、光源的位置和观察者的位置来计算一个表面点的颜色和亮度。Phong模型包括三个主要组成部分：环境光照、漫反射光照和镜面高光。这个模型在计算机图形学中非常流行，尤其是用于游戏和模拟现实世界的渲染。 3. 每像素照明: 这是指在每个像素级别上计算光照，而不是在顶点级别。这种技术可以提供更平滑的光照效果，因为它允许更精确的光照处理，尤其在处理复杂的光照环境时。每像素照明常用于渲染具有高度细节的场景。 4. 法线和法线贴图: 法线是垂直于表面的虚拟线。在光照计算中，法线用来描述表面朝向，以确定光线如何从表面反射。法线贴图是一种技术，用于在不增加几何复杂度的情况下模拟表面细节。它通过存储表面法线的额外信息来实现更为复杂光照效果，常用于增加细节而不影响性能。 5. 点光源衰减: 点光源发出的光线会随着距离的增加而减弱，这是通过衰减函数来模拟的。在现实世界中，光源发出的光强度随着距离的增加而减小，这在3D渲染中也很重要。衰减通常是距离的函数，并且有时包括一个常数项、一个线性项和一个二次项。 6. Oren-Nayar 漫反射: Oren-Nayar反射模型是一个用于模拟粗糙表面漫反射的模型。它考虑了粗糙表面的微观几何特性，能够更真实地模拟如沙子、石头等表面的光照反射效果。与传统的Phong漫反射模型相比，Oren-Nayar模型提供了更加符合物理现实的渲染结果。 7. GLSL代码模块化: glslify是GLSL的一个模块化系统，允许将GLSL代码分割为可重用的模块，便于管理复杂的着色器程序。它类似于JavaScript中的require系统，可以打包、压缩并使用glslify来创建模块化的着色器代码，这使得着色器代码更加易于维护和分享。 8. 线性空间与伽马校正: 在图形渲染中，伽马校正非常重要，它用于校准显示设备的颜色输出，确保图像的亮度和颜色在不同的设备上看起来一致。线性空间工作指的是在不考虑显示设备伽马特性的线性空间内进行光照计算，然后通过伽马校正将结果转换回非线性空间，以正确地显示在屏幕上。 9. Webgl和stackgl: WebGL是JavaScript API，允许在网页中使用GPU加速的3D图形。stackgl是基于WebGL的库，它提供了一系列模块化的工具和组件，用于构建可重用的3D图形代码。本教程假定读者已经具备WebGL和stackgl渲染的基础知识。 10. 从源代码运行: 提供了一个GitHub链接和步骤，使开发者能够获取源代码，使用npm（Node.js的包管理器）进行安装，从而在本地运行教程示例。这对于想要深入了解和修改代码的开发者来说是一个重要的学习资源。