3d 用于软件渲染的三维彩色材质平面着色算法

我目前正在寻找有关如何在照亮的3d场景中获得给定人脸的最终平面颜色值的信息。我有一个材质类，它包含以下4种颜色：

环境光、镜面反射、漫反射和发射

我的颜色类有一些简单混合效果的方法，比如加法、乘法等

---

从灯光列表、摄影机位置、材质、面法线和面位置。我想使用标准四色材质模型，使用软件渲染管道计算要填充的面的最终颜色。

这些颜色只是叠加在一起：

ambient + diffuse + emissive + specular

环境光是基本色。漫反射是材质的颜色与照明强度的乘积。添加Emissive只是为了创建一些全局照明的幻觉。最后一个是镜面反射颜色，它由镜面反射照明计算结果叠加

因此，它变成：

ambientcolor + diffusecolor * diffuselighting + emissivecolor + specularcolor * specularlighting

---

根据我的经验，这并不总是你想要的lightingmodel。为这些颜色指定不同的色调会导致不自然的照明行为，但OpenGl和DirectX的固定功能管道模型就是这样工作的。

这些颜色只是添加在一起：

ambient + diffuse + emissive + specular

环境光是基本色。漫反射是材质的颜色与照明强度的乘积。添加Emissive只是为了创建一些全局照明的幻觉。最后一个是镜面反射颜色，它由镜面反射照明计算结果叠加

因此，它变成：

ambientcolor + diffusecolor * diffuselighting + emissivecolor + specularcolor * specularlighting

---

根据我的经验，这并不总是你想要的lightingmodel。为这些颜色指定不同的色调会导致不自然的照明行为，但OpenGl和DirectX的固定功能管道模型就是这样工作的。

我假设您想要固定功能GL也使用的标准或照明模型

发射术语是材质自身发射的颜色（例如，在建模灯光时）。所以它只是增加了最终的颜色

color = emissive;

color += ambient * lightColor;

由于无限反射光，环境项模拟间接照明计算，因此它不依赖于灯光的位置，并且几乎无处不在。因此，材质的环境光只需乘以灯光的颜色即可添加到最终颜色

color = emissive;

color += ambient * lightColor;

漫反射项模拟标准朗伯反射镜，该反射镜在所有方向上均匀反射光。它取决于灯光方向与曲面法线之间的角度，角度越小，灯光越多

lightDir = normalize(lightPos-facePos);
color += dot(lightDir, normal) * diffuse * lightColor;

镜面反射项最终模拟镜面反射曲面，该曲面将更多光线反射到单一方向（完美反射方向）。因此，这取决于你看脸的方向。此外，反射率取决于描述表面粗糙度的另一个参数（或其实际光泽度，也是GL使用的名称，值越高，高光越尖锐，因此越“有光泽”）

当然，必须为每个灯光计算环境光、漫反射和镜面反射项

---

除了简单的点光源以外的更复杂的光，没有距离衰减，你必须考虑其他事情，但是这个简单的模型应该让你开始。

< P>我假定你想要的是标准函数或光照模型，固定函数GL也使用它。

发射术语是材质自身发射的颜色（例如，在建模灯光时）。所以它只是增加了最终的颜色

color = emissive;

color += ambient * lightColor;

由于无限反射光，环境项模拟间接照明计算，因此它不依赖于灯光的位置，并且几乎无处不在。因此，材质的环境光只需乘以灯光的颜色即可添加到最终颜色

color = emissive;

color += ambient * lightColor;

漫反射项模拟标准朗伯反射镜，该反射镜在所有方向上均匀反射光。它取决于灯光方向与曲面法线之间的角度，角度越小，灯光越多

lightDir = normalize(lightPos-facePos);
color += dot(lightDir, normal) * diffuse * lightColor;

镜面反射项最终模拟镜面反射曲面，该曲面将更多光线反射到单一方向（完美反射方向）。因此，这取决于你看脸的方向。此外，反射率取决于描述表面粗糙度的另一个参数（或其实际光泽度，也是GL使用的名称，值越高，高光越尖锐，因此越“有光泽”）

当然，必须为每个灯光计算环境光、漫反射和镜面反射项

---

对于更复杂的灯，除了简单的点光源，没有距离衰减，你必须考虑其他的事情，但是这个简单的模型应该让你开始。如果必须在某种“组件”情况下应用颜色，它会是这样的：Color.red+=pow（dot（normal，halfVec），shiness.red）*specular.red*lightColor.red；color.blue+=pow（点（正常，半矢量），反光度.blue）*镜面反射.blue*浅色.blue；color.green+=pow（点（正常，半矢量），反光度.green）*镜面反射.green*浅色.green@Gary基本上是的，但光泽度只是一个标量值，只有颜色有3/4分量；对于您描述的pow函数，第一个参数是“功率”参数，第二个参数是“基”？@Gary否，点积（准方向之间的角度/cos）是基，光泽度是指数。因此，当光泽度更大时，该值（高光）会更快地下降到完美角度（0）的两侧，从而产生更清晰的高光。@AzadSalahli嗯，标准的3D向量规范化，它还意味着什么？谢谢。如果必须在某种“组件”情况下应用颜色，它会是这样的：Color.red+=pow（dot（normal，halfVec），shiness.red）*specular.red*lightColor.red；color.blue+=pow（点（正常，半矢量），反光度.blue）*镜面反射.blue*浅色.blue；颜色.绿色+=功率（点（标准