石家庄网站定制制作,长辛店网站建设,北京 集团公司网站建设,长沙网站建设推荐本人刚学OpenGL不久且自学#xff0c;文中定有代码、术语等错误#xff0c;欢迎指正 我写的项目地址#xff1a;https://github.com/liujianjie/LearnOpenGLProject 文章目录光照贴图漫反射贴图例子1镜面光贴图例子2 采样镜面光贴图小结什么是光照贴图光照贴图如何影响颜色光… 本人刚学OpenGL不久且自学文中定有代码、术语等错误欢迎指正 我写的项目地址https://github.com/liujianjie/LearnOpenGLProject 文章目录光照贴图漫反射贴图例子1镜面光贴图例子2 采样镜面光贴图小结什么是光照贴图光照贴图如何影响颜色光照贴图
上一节手动设置材质的缺点 不能对一个物体的视觉输出提供足够多的灵活性。将整个物体的材质定义为一个整体但现实世界中的物体通常并不只包含有一种材质而是由多种材质所组成
所以我们需要拓展之前的系统引入漫反射和镜面光贴图(Map)。这允许我们对物体的漫反射分量以及间接地对环境光分量它们几乎总是一样的和镜面光分量有着更精确的控制。
漫反射贴图 纹理作用 能够让我们根据片段在物体上的位置来获取颜色值让我们能够逐片段索引其独立的颜色值 纹理变为漫反射贴图 在光照场景中纹理通常叫做一个漫反射贴图(Diffuse Map)3D艺术家通常都这么叫它它是一个表现了物体所有的漫反射颜色的纹理图像。
例子1
glsl
#version 330 core
out vec4 FragColor;in vec3 Normal;
in vec3 FragPos;
in vec2 TexCoords;// 纹理坐标uniform vec3 viewPos;struct Material {sampler2D diffuse; // 纹理单元vec3 specular; // 镜面光照颜色分量依旧是手动设置float shininess;
};
uniform Material material;// 光照强度
struct Light {vec3 position;vec3 ambient;vec3 diffuse;vec3 specular;
};uniform Light light;
void main()
{// 环境光照分量float ambientStrength 0.1;// 从漫反射纹理读取颜色分量vec3 ambient light.ambient * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));// 漫反射光照分量vec3 norm normalize(Normal);vec3 lightDir normalize(light.position - FragPos);float diff max(dot(norm, lightDir), 0.0); // 得到光源对当前片段实际的漫反射影响vec3 diffuse light.diffuse * diff * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));// 从漫反射纹理读取颜色分量// 镜面光照分量float specularStrength 0.5;vec3 viewDir normalize(viewPos - FragPos); // 是观察者方向不是观察者看向的方向vec3 reflectDir reflect(-lightDir, norm);float spec pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), material.shininess);// 光源对当前片段的镜面光影响vec3 specular light.specular * (spec * material.specular); // 手动设置的镜面光照颜色分量vec3 result (ambient diffuse specular) ;FragColor vec4(result, 1.0);
}可见 依旧是冯氏光照模型 镜面光照的颜色分量是手动设置的 而漫反射光照的颜色分量是读取纹理 vec3 diffuse light.diffuse * diff * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords)); 漫反射光照分量 光源漫反射颜色分量 * 对当前片段采样漫反射纹理颜色 * 光源对片段的漫反射影响
#version 330 core
layout (location 0) in vec3 aPos;
layout (location 1) in vec3 aNormal;
layout (location 2) in vec2 aTexCoords;uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;
uniform mat4 model;out vec3 FragPos;
out vec3 Normal;
out vec2 TexCoords;
void main()
{gl_Position projection * view * model * vec4(aPos, 1.0);FragPos vec3(model * vec4(aPos, 1.0));Normal aNormal;TexCoords aTexCoords;
}cpp
要更新顶点数据坐标、法线、纹理要重新设置顶点属性指针要加载纹理 // position attribute
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(1);
glVertexAttribPointer(2, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(6 * sizeof(float)));
glEnableVertexAttribArray(2);// load and create a texture
// -------------------------
unsigned int texture1 loadTexture(assest/textures/container2.png);
// 纹理加载出过错由于图片是rgba格式没有自动读取格式而是硬编码设置了rgb所以导致错误// 设置使用的纹理单元
lightingShader.use();
lightingShader.setInt(material.diffuse, 0);// 绘制前绑定漫反射贴图-出过错放在绘制光源cube那里
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);// render the cube
glBindVertexArray(cubeVAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);// 根据图片的通道不同设置加载图像的参数
unsigned int loadTexture(char const* path)
{unsigned int textureID;glGenTextures(1, textureID);int width, height, nrComponents;unsigned char* data stbi_load(path, width, height, nrComponents, 0);if (data){GLenum format;if (nrComponents 1)format GL_RED;else if (nrComponents 3)format GL_RGB;else if (nrComponents 4)format GL_RGBA;glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureID);glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, format, width, height, 0, format, GL_UNSIGNED_BYTE, data);glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);stbi_image_free(data);}else{std::cout Texture failed to load at path: path std::endl;stbi_image_free(data);}return textureID;
}镜面光贴图 例子1效果的不足 如例子1的效果木头不应该这么强的镜面光。 不足原因 因为我们手动设置的镜面光强度适用于整个物体整个物体的镜面光颜色分量都一样 需要镜面光贴图解决 引入镜面光贴图将木头部分的颜色为黑色glsl读取时会变成0即没有镜面光 而四周金属部分保持原样glsl读取时会大于0即具有镜面光
例子2 采样镜面光贴图
相比例子1 cpp 增加了一个纹理并设置它的纹理单元 glsl 镜面光不再是手动指定整个物体都是同一个颜色分量而是读取材质的颜色作为颜色分量 #version 330 core
out vec4 FragColor;in vec3 Normal;
in vec3 FragPos;
in vec2 TexCoords;// 纹理坐标uniform vec3 viewPos;struct Material {sampler2D diffuse;// 纹理单元//vec3 specular; // 镜面光照颜色分量依旧是手动设置sampler2D specular;// 镜面光照颜色分量从纹理采样float shininess;
};
uniform Material material;// 光照强度
struct Light {vec3 position;vec3 ambient;vec3 diffuse;vec3 specular;
};uniform Light light;
void main()
{// 环境光照分量float ambientStrength 0.1;// 从漫反射纹理读取颜色分量vec3 ambient light.ambient * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords)); // 漫反射光照分量vec3 norm normalize(Normal);vec3 lightDir normalize(light.position - FragPos);float diff max(dot(norm, lightDir), 0.0); // 得到光源对当前片段实际的漫反射影响vec3 diffuse light.diffuse * diff * vec3(texture(material.diffuse, TexCoords));// 从漫反射纹理读取颜色分量// 镜面光照分量float specularStrength 0.5;vec3 viewDir normalize(viewPos - FragPos); // 是观察者方向不是观察者看向的方向vec3 reflectDir reflect(-lightDir, norm);float spec pow(max(dot(viewDir, reflectDir), 0.0), material.shininess);// 光源对当前片段的镜面光影响// vec3 specular light.specular * (spec * material.specular); // 改变在这里// 采样镜面光纹理颜色作为镜面光照颜色分量vec3 specular light.specular * spec * vec3(texture(material.specular, TexCoords)); vec3 result (ambient diffuse specular) ;FragColor vec4(result, 1.0);
}效果
小结
什么是光照贴图 上节 lightingShader.setVec3(material.ambient, 1.0f, 0.5f, 0.31f);
lightingShader.setVec3(material.diffuse, 1.0f, 0.5f, 0.31f);
lightingShader.setVec3(material.specular, 0.5f, 0.5f, 0.5f);
lightingShader.setFloat(material.shininess, 32.0f);手动定义了物体的材质即设置了环境光、漫反射光、镜面光照颜色分量 而这节用光照贴图 代替手动定义材质从光照贴图中读取三种光照的颜色分量。 光照贴图等同纹理只不过在光照场景下纹理被称为光照贴图。 光照贴图包含 漫反射贴图镜面光贴图
光照贴图如何影响颜色 漫反射贴图 根据各个片段的uv读取漫反射贴图上的颜色值然后作为漫反射、环境光照颜色分量乘以2.2节光源对片段的漫反射影响再乘以光源颜色分量。 镜面光贴图 根据各个片段的uv读取镜面光贴图上的颜色值然后作为镜面光颜色分量乘以2.2节光源对片段的镜面光影响再乘以光源颜色分量。
