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???? 本篇教程中，我們來學習聚光燈的的光照效果，聚光燈有光源位置，也會隨著傳播距離增加而衰減，還有照射方向，另外聚光燈增加的特性是，它的照射范圍在一個圓錐內，類似探照燈的效果。

下圖顯示了聚光燈的效果:

?????? 聚光燈的方向用黑色的箭頭L表示，而我們的光照效果將會限制在兩條紅線內。我們可以通過光線方向，和紅線的夾角來定義光照范圍，對于視線向量V，我們可以用L和V進行點積，如果結果小于cone的角，則不會有聚光燈效果。

主要代碼：

lighting_technique.h

struct SpotLight : public PointLight
{
Vector3f Direction;
float Cutoff;
SpotLight()
{
Direction = Vector3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
Cutoff = 0.0f;
}
};

在聚光燈類中，我們定義了2個新的屬性，光照方向以及光照圓錐夾角。

lighting_technique.cpp

struct SpotLight
{
struct PointLight Base;
vec3 Direction;
float Cutoff;
};
...
uniform int gNumSpotLights;
...
uniform SpotLight gSpotLights[MAX_SPOT_LIGHTS];

定義多個聚光燈光源。

vec4 CalcPointLight(struct PointLight l, vec3 Normal)
{
vec3 LightDirection = WorldPos0 - l.Position;
float Distance = length(LightDirection);
LightDirection = normalize(LightDirection);
vec4 Color = CalcLightInternal(l.Base, LightDirection, Normal);
float Attenuation = l.Atten.Constant +
l.Atten.Linear * Distance +
l.Atten.Exp * Distance * Distance;
return Color / Attenuation;
}

修改點光源shader代碼，使用結構作為參數。

vec4 CalcSpotLight(struct SpotLight l, vec3 Normal)
{
vec3 LightToPixel = normalize(WorldPos0 - l.Base.Position);
float SpotFactor = dot(LightToPixel, l.Direction);
if (SpotFactor > l.Cutoff) {
vec4 Color = CalcPointLight(l.Base, Normal);
return Color * (1.0 - (1.0 - SpotFactor) * 1.0/(1.0 - l.Cutoff));
}
else {
return vec4(0,0,0,0);
}
}

上面是計算聚光燈效果的函數。

...
for (int i = 0 ; i < gNumSpotLights ; i++) {
TotalLight += CalcSpotLight(gSpotLights[i], Normal);
}
...

和點光源的光照的計算方式相同，對于多光源，我們可以累加聚光燈的效果，從而得到最終像素的光照顏色。

lighting_technique.cpp

void LightingTechnique::SetSpotLights(unsigned int NumLights, const SpotLight* pLights)
{
glUniform1i(m_numSpotLightsLocation, NumLights);
for (unsigned int i = 0 ; i < NumLights ; i++) {
glUniform3f(m_spotLightsLocation[i].Color, pLights[i].Color.x, pLights[i].Color.y, pLights[i].Color.z);
glUniform1f(m_spotLightsLocation[i].AmbientIntensity, pLights[i].AmbientIntensity);
glUniform1f(m_spotLightsLocation[i].DiffuseIntensity, pLights[i].DiffuseIntensity);
glUniform3f(m_spotLightsLocation[i].Position, pLights[i].Position.x, pLights[i].Position.y, pLights[i].Position.z);
Vector3f Direction = pLights[i].Direction;
Direction.Normalize();
glUniform3f(m_spotLightsLocation[i].Direction, Direction.x, Direction.y, Direction.z);
glUniform1f(m_spotLightsLocation[i].Cutoff, cosf(ToRadian(pLights[i].Cutoff)));
glUniform1f(m_spotLightsLocation[i].Atten.Constant, pLights[i].Attenuation.Constant);
glUniform1f(m_spotLightsLocation[i].Atten.Linear, pLights[i].Attenuation.Linear);
glUniform1f(m_spotLightsLocation[i].Atten.Exp, pLights[i].Attenuation.Exp);
}
}

上面是給uniform變量賦值。

程序執行后效果如下：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的opengl 教程(21) 聚光灯的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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