Освещение какого-либо пространства — это процесс, благодаря которому это пространство наполняется светом и все находящиеся в нём предметы делаются видимыми.
Освещение любого объекта зависит от двух факторов:
- Первый - это материал, из которого сделан объект.
- Второй - это свет, которым он освещен.
В зависимости от реализации OpenGL на сцене могут присутствовать восемь и более источников света.По умолчанию освещение отключено. Включить нулевой источник света можно командой:
Остальные включаются аналогичным способом, где вместо GL_LIGHT0 указывается GL_LIGHTi. После того, как источник включен, необходимо задать его параметры. Если монотонное тело у вас равномерно освещено, то вы не можете увидеть его рельеф. Поэтому нам нужно использовать источники света.
В OpenGL существует три типа источников света:
- источник направленного света: расположен в бесконечности и имеет выделенное направление освещения.
- точечный источник света: расположен в конкретной точке пространства и светит равномерно во всех направлениях. Для него можно задать эффект затухания света с расстоянием
- прожектор: является частным случаем точечного источника, но свет от него распространяется только внутри ограничивающего конуса, а не по всем направлениям.
Для управления свойствами источника света используются команды glLight*:
- glLightf(GLenum light, GLenum pname, GLfloat param);
glLightfv(GLenum light, GLenum pname, const GLfloat *param);
Параметр light указывает OpenGL для какого источника света задаются параметры. Команда glLightf используется для задания скалярных параметров, а glLightfv используется для задания векторных характеристик источников света.
Сначала рассмотрим функцию, которая устанавливает базовые настройки. Когда вы разрешили освещение, то вы можете уже устанавливать фоновую освещенность. По умолчанию, значение фоновой освещенности равно (0.2, 0.2, 0.2, 1). Создайте новый проект, скопируйте туда шаблонный файл и отключите освещение. Вы с трудом сможете различить сферу на экране. С помощью функции glLightModel вы можете установить фоновое освещение. Если вы повысите его до (1,1,1,1), т.е. до максимума, то включать источники света вам не понадобится. Вы их действия просто не заметите, т.к. объект уже максимально освещен. И получится, что вы как бы отключили освещение. В общем, добавьте в main вызов следующей функции:
- float ambient[4] = {0.5, 0.5, 0.5, 1};
...
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambient);
Попробуйте изменить параметры и посмотрите на результат.
Материал
Материал может рассеивать, отражать и излучать свет. Свойства материала устанавливаются при помощи функции
- glMaterialfv(GLenum face, GLenum pname, GLtype* params)
Первый параметр определяет грань, для которой устанавливаются свойства. Он может принимать одно из следующих значений:
- GL_BACK задняя грань
GL_FONT передняя грань
GL_FRONT_AND_BACK обе грани
Второй параметр функции glMaterialfv определяет свойство материала, которое будет установлено, и может принимать следующие значения.
- GL_AMBIENT рассеянный свет
GL_DIFFUSE тоже рассеянный свет
GL_SPECULAR отраженный свет
GL_EMISSION излучаемый свет
GL_SHININESS степень отраженного света
GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE оба рассеянных света
Цвет задается в виде массива из четырех элементов - RGBA. В случае GL_SHININESS params указывает на число типа float, которое должно быть в диапазоне от 0 до 128.
Вам надо всего лишь модифицировать функцию display.
- void CALLBACK display(void)
{
GLUquadricObj *quadObj;
GLfloat front_color[] = {0,1,0,1};
GLfloat back_color[] = {0,0,1,1};
quadObj = gluNewQuadric();
glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, front_color);
glMaterialfv(GL_BACK, GL_DIFFUSE, back_color);
glPushMatrix();
glRotated(110, -1,1,0);
gluCylinder(quadObj, 1, 0.5, 2, 10, 10);
glPopMatrix();
gluDeleteQuadric(quadObj);
auxSwapBuffers();
}
И вы должны разрешить режим освещенности для двух граней. По умолчанию он запрещен. Добавьте в функцию main следующую строчку.
- glLightModeli(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, GL_TRUE);
Источники направленного света
Источника света такого типа находится в бесконечности и свет от него распространяется в заданном направлении. Идеально подходит для создания равномерного освещения. Хорошим примером источника направленного света может служить Солнце. У источника направленного света, кроме компонент излучения, можно задать только направление.
- GL_POSITION (0.0, 0.0, 1.0, 0.0) //(x, y, z, w) направление источника направленного света
Первые три компоненты (x, y, z) задают вектор направления, а компонента w всегда равна нулю (иначе источник превратится в точечный).
Функции затухания
Это функция изменения интенсивности освещения(интенсивность света не убывает с расстоянием) , используется вместе с точечным освещением
- GL_POSITION(0.0, 0.0, 1.0, 0.0)//позиция источника света (по умолчанию источник света направленный)
- GL_CONSTANT_ATTENUATION 1.0 //постоянная k_const в функции затухания f(d)
- GL_LINEAR_ATTENUATION 0.0 //коэффициент k_linear при линейном члене в функции затухания f(d)
- GL_QUADRATIC_ATTENUATION 0.0 //коэффициент k_quadratic при квадрате расстояния в функции затухания f(d)
Прожекторы
Одной из разновидностей точечного источника является прожектор. Для него применимы все параметры, что и для точечного источника, но кроме того прожектор позволяет ограничить распространение света конусом. Для этого конуса можно задать коэффициент убывания интенсивности, в зависимости от угла между осью конуса и лучом распространения света.
- GL_SPOT_DIRECTION (0.0, 0.0, -1.0) //(x, y, z) - направление прожектора (ось ограничивающего конуса)
- GL_SPOT_CUTOFF 180.0 //угол между осью и стороной конуса (он же половина угла при вершине)
- GL_SPOT_EXPONENT 0.0 //экспонента убывания интенсивности
Тени
Тени напрямую не поддерживаются библиотекой OpenGL, поэтому их нужно разбирать отдельно .
