0.簡介
目前我們的程序能模擬一些反射和折射的效果，但是，目前物體可見主要還是由於物體自身發光，也就是材質的light屬性不爲0，從這裏開始，要徹底的實現光源發光，其餘物體依靠光源的光反射光線的方法顯示。
注:貼出源碼與最終源碼可能有所不同，以最終源碼爲準。
1.光源
定義一個光源很簡單，就是將光源材質的light設置一個大於0的數字，這就是光源，其餘的等於0的都是非光源。
2.陰影
有了光源，就可以產生陰影效果，直接將每個物體與光源直接連接光線，也就是檢測每個物體與光源之間是不是有其餘物體格擋，有的話就不疊加光源的光強度，沒有的話就接收光源的光強來顯示物體表面顏色。在計算光源與物體之間關係的時候，要每個物體都遍歷一遍，這樣產生的效果就會有陰影效果了。
for (auto obj : s)
{
vec3 color = vec3(0, 0, 0);
float light = 0;
int count = 0;
//能發光的話,單個物體
if (!obj->isSet && (obj->m->light > 0.0f))
{
//for (int i = 0; i < 5; i++)
{
if (((Polygon*)(r.polygon))->m != nullptr && ((Polygon*)(r.polygon))->m->light > 0&&(r.polygon!=obj))
break;
//獲取光源上隨機一點
vec3 point = obj->getLightCenter();
//構造光線,光源與當前物體的直接連線
lightRay = Ray(normalize(point - r.end.position), r.end.position, r.intensity, r.color, nullptr);
//計算光碰撞的顏色,
minDistance = FLT_MAX;
for (int i = 0; i < s.size(); i++)
{
Ray t = s[i]->intersect(lightRay);
if (t.polygon != nullptr && t.distance < minDistance)
{
minDistance = t.distance;
lightRay = t;
}
}
//如果物體是直接對着光源,獲取光源的信息
if (lightRay.polygon == obj)
{
light += lightRay.intensity;
color += lightRay.color;
count++;
}
if (count == 0)
{
color = vec3(0, 0, 0);
light = 0;
//continue;
}
else
{
light /= count;
color /= (count * 1.0);
}
lightRay.intensity = light;
lightRay.color = color;
lightsRay.push_back(lightRay);
}
}
目前的光源是球形光源，球形光源的中，光發出中心就是球心，那麼每個物體上表面的點與球形光源的球心直接連線形成光線，這樣就可以實現光照效果。上述代碼中，先從物體集合中找到光源，然後計算構造好的指向光源的光線中途有沒有其餘物體遮擋，由於場景中的光源不一定只有一個，所以將構造的指向不同光源的光線最後都存儲到數組中。
3.光線顏色和強度計算
Ray Polygon::sample(Ray out, Ray reflect, Ray refract, vector<Ray> lightsRay)
{
Ray res(out.direction, out.position, 0, vec3(0, 0, 0), out.polygon);
if (m->light > 0)
{
res.intensity = (m->light);
res.color = m->getColor(out.end.textureUV);
return res;
}
//out光線帶的是對應物體的法向量值
float cosa = abs(dot(out.normal,-out.direction));//光線入射角和麪法向量的cos值
for (auto lightRay : lightsRay)
{
float cosl = abs(dot(out.normal, -lightRay.direction));
//計算光源的發出中心
//float cosl = abs(dot(out.normal, -normalize(((Polygon*)(lightRay.polygon))->getLightCenter()-lightRay.position)));
res.color += (m->getColor(out.end.textureUV)*0.6f+lightRay.color*0.4f) * (m->light + std::fmaxf(cosl, 0) * lightRay.intensity * (1.0f - m->transparent)) * std::fmaxf(cosa, 0);
res.intensity += std::fmaxf(cosl, 0) * lightRay.intensity * (1.0f - m->transparent)* std::fmaxf(cosa, 0);
}
res.intensity += reflect.intensity * m->getSpecular(out.end.textureUV);
res.intensity += refract.intensity * m->transparent;
if(reflect.polygon)
res.color += reflect.color * m->getSpecular(out.end.textureUV);
if (refract.polygon)
res.color += refract.color * m->transparent;
return res;
}
這裏新添加了一個函數參數，就是光線，現在一個物體的一個點接受來自反射，折射，和光源的光線，這裏把光線的強度添加了進來，還有光源的顏色也添加了進來。還要注意光線強度還要乘以光線與被照到表面的法向量的cos值，這樣能體現出離光源近亮，離光源遠就暗。
Ray Sphere::intersect(Ray & ray)
{
Ray result(ray.direction,ray.position,ray.intensity, vec3(0,0,0), nullptr);
//計算球和光線的向量
vec3 v = ray.position - center;
//如果光源在球體表面或者內部，要專門注意這種情況
if (abs(length(v) - radius) < 0.001 && dot(normalize(v) , ray.direction) <= 0)
{
result.polygon = this;
float cosa = glm::dot(normalize((center - ray.position)), normalize(ray.direction));//normalize(abs((center - ray.position))*normalize(ray.direction));
result.distance = 2 * radius * abs(cosa);
result.end = ray.getEndPoint(result.distance);
result.normal = -normalize(result.end.position - center);
result.intensity = m->light;
result.color = m->getColor(result.end.position);
return result;
}
float disSubR = dot(v , v) - (radius * radius);
float ray_v_dot = dot(ray.direction , v);
if (ray_v_dot <= 0)
{
float discr = ray_v_dot * ray_v_dot - disSubR;
if (discr >= 0)
{
result.polygon = this;
result.distance = -ray_v_dot - sqrt(discr);
result.end = ray.getEndPoint(result.distance);
result.normal = normalize(result.end.position - center);
result.intensity = m->light;
result.color = m->getColor(result.end.position);
return result;
}
}
return result;
}
在球形和平面的這個碰撞檢測函數中，返回的光線結果帶有光源信息，就是直接將是否有光強，和物體表面顏色返回，這樣可以在與光線連接計算中直接獲得光線信息。函數參數也變成了引用，因爲我在程序性能檢測中發現函數傳參數佔用了不少時間。
4.效果
5.源碼
由於這次和上次的源碼差距比較多，所以最後給出源碼。