使用GLSL实现对光照的模拟（一）

使用GLSL实现对光照的模拟（一）

       这个例子本来几天前就已经完成了，但是由于工作的关系以及自己的一点儿懒惰，一直没有写成博文，趁着刚刚醒来，精力百倍的情况下，一气呵成，把这篇文章写好。也算是做到坚持吧。

       OpenGL1.1是很老的OpenGL标准了，即使这样，对于光照也是提供了很好的支持。OpenGL默认的光照着色模型是高洛德（Gouraud）着色模型，虽然着色的精度上不是很好，但却非常好理解，对于该光照模型的例子也非常多，在《OpenGL ES 2.0 Programming Guide》中使用OpenGLES2.0实现了OpenGL1.1的高洛德着色模型。互联网上搜索GLSL+光照，相应的文章也是非常的多。有些直接成了我参考的蓝本。不管怎么样，花了大概一周的时间在以前的基础上使用Qt + OpenGL（ES2.0）基本实现了高洛德着色，而且可以突破固定渲染管线的8个光源的限制了。

       下面是程序的截图：



       为了最大程度地对OpenGL的光照进行模拟以及利用C++类型封装的特点，我将灯光抽象成了BaseLight类，该着色模型支持的灯光类型有方向光（DirectionalLight）、点光源（PointLight）以及聚光灯（SpotLight）。所以具体的灯光类还要从BaseLight中继承才行。目前BaseLight所拥有的属性有全局光、镜面反射以及漫反射，而具体的灯光类比如说SpotLight，则增加了位置、点光源方向、衰减、衰减指数、以及半切角。

       当然，除了在host端有相应的类以外，在着色器部分也会对光源进行定义。在OpenGL （ES2.0）中，顶点着色器是替代固定渲染管线的T&L阶段的，所以对于光照的处理一般在顶点着色器中完成。在顶点着色器中对于每种光源都定义一个struct类型（因为GLSL无法定义class类型以及面向对象编程）。可以定义若干个uniform来让其支持多少的光源。在OpenGLES2.0中，最多能够支持128个uniformentries，不过这也不是一定的，因为显卡好的话，顶点着色器的编译器会允许多于128个uniformentries，所以那时定义百个光照也是没问题的。

       最后的问题该是如何将host端的数据传入着色器中了，我以每一个mesh定义一个着色器，这些着色器都包含了对于光照的处理。随后在渲染的阶段通过传递uniform向着色器传递光照，渲染每一个mesh都会通过unform传递一次。这样做可以保证每个mesh的材质渲染的独立性。如果某个mesh不需要接收光照，可以避免在着色器中写入光照部分的逻辑，从而达到不接收光照的目的。

       技术细节呢，请期待下一篇的解说。