[osg]源码分析：osg::Material

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<span style="font-family: Verdana, 'BitStream vera Sans', Tahoma, Helvetica, sans-serif;">此类是关于材料属性的设置。</span>

一、从OpenGL的角度来看，材料有如下几种属性：

1. 环境；

2. 散射；

3. 镜面颜色；

4. 光泽度；

5. 发射光颜色。

也就是说，材料的属性必须与光照结合，才可能体现出作用。比如，给某材料设置了(1.0, 0.0, 0.0, 1.0)，在没有光照的情况下，他仍是没有颜色的（或者颜色不定）。因而既然osg::Material封装了关于材料属性的部分，那么必定提供这5个方面的支持。

二、先来看看OpenGL设置材料属性的流程

OpenGL使用

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void glMaterial(GLenum face, GLenum pname, TYPE param)

来设置材料属性，材料属性的设置位于添加顶点数组之前。param是一个四元组（颜色）。

face表示对于哪一个面操作，可以是FRONT, BACK, FRONT_AND_BACK。

pname表示对哪一种属性操作，可以是GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, GL_SPECULAR, GL_SHININESS, GL_EMMISON, GL_COLOR_INDEXES。

OpenGL还提供了一个更简单（当然功能不足）的函数：

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void glColorMaterial(GLenum face, GLenum mode);

可以将材料属性直接设置为当前的颜色(glColor)。

三、环境

对于环境光的反射，有如下两个函数：

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void Material::setAmbient(Face face, const Vec4& ambient )

const Vec4& Material::getAmbient(Face face) const

并用两个成员变量记录正面和反面相应的值：_diffuseFront和_diffuseBack。

五、镜面颜色

void Material::setSpecular(Face face, const Vec4& specular )

const Vec4& Material::getSpecular(Face face) const

并用两个成员变量记录正面和反面相应的值：_specularFront和_specularBack。

六、光泽度

void Material::setShininess(Face face, float shininess )

float Material::getShininess(Face face) const

并用两个成员变量记录正面和反面的相应的值：_shininessFront和_shininessBack。

七、发光颜色

void Material::setEmission(Face face, const Vec4& emission )

const Vec4& Material::getEmission(Face face) const

并用两个成员变量记录正面和反面的相应的值：_emissionFront和_emissionBack。

八、另外有两个函数

void Material::setTransparency(Face face,float transparency)

void Material::setAlpha(Face face,float alpha)

看此函数的源码可以知道，这两个函数都是对四种（环境，散射，镜面，发射）材料属性的四元组的第四个分量设置的，alpha就是设置不透明度；而transparency就是设置透明度（即不透明度是1-transparency)。

九、最后所有的OpenGL语句都是在apply函数中调用的。

十、设置了上面的值后，而我们最终看到的颜色是由光射属性，材料属性，光照和点的位置以及点的法向所共同决定的，中间是复杂的数学过程，下面简单介绍。

1. 材料的发射光

直接就是Emission(material)。

2.经过缩放的全局环境光

由glLightMode(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, type)指定的全局环境光（背景光）和由glMaterial指定的材料属性相乘：

ambient(light model) * ambient(material)

将RGB分别相乘。

3.每个光源的环境光成分

ambient(light) * ambient(material)

4. 每个光源的散射光成分

(max{L*n, 0}) * Diffuse(light) * Diffuse(material)

L=(Lx, Ly, Lz)，为从顶点到光源位置的单位向量。

n=(nx, ny, nz)，是顶点的单位法线向量。

5. 镜面光成分

(max{s*n, 0})^shininess * Specular(light) * Specular(material)

如果L*n=0，则镜面光成分为0。

6. 所有光源对一个顶点的贡献

每个淘汰的贡献=衰减因子*聚光灯效果*（环境光成分+散射光成分+镜面成分）

7. 最终顶点的颜色是综合了上面六个成分的颜色：

顶点颜色=Emission(material)

+ Ambient(light model) * Ambient(material)

+ 所有光源对一个顶点的贡献