GLSL 程式設計/GLUT/光照紋理表面
本教程涵蓋了紋理表面的逐頂點光照。
它結合了紋理球體教程和鏡面高光教程的著色器程式碼，以計算光照，其中漫射材質顏色由紋理確定。如果你還沒有閱讀過紋理球體教程或鏡面高光教程，現在是閱讀它們的好時機。
在紋理球體教程中，紋理顏色用作片段著色器的輸出。但是，也可以使用紋理顏色作為光照計算中的任何引數，特別是用於漫射反射的材質常數，它在漫射反射教程中介紹。它出現在Phong 反射模型的漫射部分
其中此方程使用不同的材質常數分別對應於紅色、綠色和藍色的三個顏色分量。透過使用紋理來確定這些材質常數，它們可以在表面上變化。
與鏡面高光教程中的逐頂點光照相比，這裡的頂點著色器計算了兩個不同的顏色：diffuseColor在片段著色器中與紋理顏色相乘，而specularColor只是鏡面項，它不應該與紋理顏色相乘。這是有道理的，但由於歷史原因（即能力較差的舊圖形硬體），這有時被稱為“獨立鏡面顏色”。
attribute vec3 v_coord;
attribute vec3 v_normal;
uniform mat4 m, v, p;
uniform mat3 m_3x3_inv_transp;
uniform mat4 v_inv;
varying vec3 diffuseColor;
// the diffuse Phong lighting computed in the vertex shader
varying vec3 specularColor;
// the specular Phong lighting computed in the vertex shader
varying vec4 texCoords; // the texture coordinates
struct lightSource
{
vec4 position;
vec4 diffuse;
vec4 specular;
float constantAttenuation, linearAttenuation, quadraticAttenuation;
float spotCutoff, spotExponent;
vec3 spotDirection;
};
lightSource light0 = lightSource(
vec4(0.0, 1.0, 2.0, 1.0),
vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),
vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),
0.0, 1.0, 0.0,
180.0, 0.0,
vec3(0.0, 0.0, 0.0)
);
vec4 scene_ambient = vec4(0.2, 0.2, 0.2, 1.0);
struct material
{
vec4 ambient;
vec4 diffuse;
vec4 specular;
float shininess;
};
material mymaterial = material(
vec4(0.2, 0.2, 0.2, 1.0),
vec4(1.0, 0.8, 0.8, 1.0),
vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0),
5.0
);
void main(void)
{
vec4 v_coord4 = vec4(v_coord, 1.0);
mat4 mvp = p*v*m;
vec3 normalDirection = normalize(m_3x3_inv_transp * v_normal);
vec3 viewDirection = normalize(vec3(v_inv * vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) - m * v_coord4));
vec3 lightDirection;
float attenuation;
if (light0.position.w == 0.0) // directional light
{
attenuation = 1.0; // no attenuation
lightDirection = normalize(vec3(light0.position));
}
else // point or spot light (or other kind of light)
{
vec3 vertexToLightSource = vec3(light0.position - m * v_coord4);
float distance = length(vertexToLightSource);
lightDirection = normalize(vertexToLightSource);
attenuation = 1.0 / (light0.constantAttenuation
+ light0.linearAttenuation * distance
+ light0.quadraticAttenuation * distance * distance);
if (light0.spotCutoff <= 90.0) // spotlight
{
float clampedCosine = max(0.0, dot(-lightDirection, normalize(light0.spotDirection)));
if (clampedCosine < cos(radians(light0.spotCutoff))) // outside of spotlight cone
{
attenuation = 0.0;
}
else
{
attenuation = attenuation * pow(clampedCosine, light0.spotExponent);
}
}
}
vec3 ambientLighting = vec3(scene_ambient);
// without material color!
vec3 diffuseReflection = attenuation
* vec3(light0.diffuse)
* max(0.0, dot(normalDirection, lightDirection));
// without material color!
vec3 specularReflection;
if (dot(normalDirection, lightDirection) < 0.0) // light source on the wrong side?
{
specularReflection = vec3(0.0, 0.0, 0.0); // no specular reflection
}
else // light source on the right side
{
specularReflection = attenuation * vec3(light0.specular) * vec3(mymaterial.specular)
* pow(max(0.0, dot(reflect(-lightDirection, normalDirection), viewDirection)),
mymaterial.shininess);
}
diffuseColor = ambientLighting + diffuseReflection;
specularColor = specularReflection;
texCoords = v_coord4;
gl_Position = mvp * v_coord4;
}
片段著色器用紋理顏色調製diffuseColor，並新增specularColor。
varying vec3 diffuseColor;
// the interpolated diffuse Phong lighting
varying vec3 specularColor;
// the interpolated specular Phong lighting
varying vec4 texCoords;
// the interpolated texture coordinates
uniform sampler2D mytexture;
void main(void)
{
vec2 longitudeLatitude = vec2((atan(texCoords.y, texCoords.x) / 3.1415926 + 1.0) * 0.5,
(asin(texCoords.z) / 3.1415926 + 0.5));
// unusual processing of texture coordinates
gl_FragColor = vec4(diffuseColor
* vec3(texture2D(mytexture, longitudeLatitude))
+ specularColor, 1.0);
}
為了將紋理影像分配給此著色器，你應該按照紋理球體教程中討論的步驟進行操作。
恭喜你，你已經完成了本教程。我們已經瞭解了
- 紋理和逐頂點光照通常如何結合。
- 什麼是“獨立鏡面顏色”。
如果你想了解更多
- 關於Phong 反射模型的漫射反射項，你應該閱讀漫射反射教程。
- 關於逐頂點光照或Phong 反射模型的其餘部分，即環境項和鏡面項，你應該閱讀鏡面高光教程。
- 關於紋理的基礎知識，你應該閱讀紋理球體教程。
除非另有說明，否則本頁面上的所有示例原始碼均屬公有領域。
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