漫反射光照模型是:在所有方向上反射的光照強度相等,光照射到物體表面上一部分會被吸收而另一部分在其他方向上散射。一個典型的漫反射表面是沒有光澤的,而沒有被照射的地方是黑色的。
下面顯示了一個漫反射光照模型
漫反射的數學模型包含兩個向量:從物體表面的點到光源的的向量S 和 物體表面的某一點的法線向量N。如圖:
到達物體表面的光照強度很大一部分依賴于物體表面的朝向,當物體的法線方向和光照方向平行 則光照強度最大,當光照方向和這點的法線垂直 則光照強度為0。在這 中間
光照強度同 N與S的余弦值程比例,因此 我們可以用S與N的點積來來表達照射到物體表面的光照強度
Ld 是光源的光照密度,s和n都是單位向量
前面說過 在光被射入到人眼中前 有一部分光被物體吸收 ,設光的反射系數為Kd 則 最終射入人眼的光照強度為
漫反射光照模型只和光源的位置和法線有關 而與攝像機(viewer)的位置無關
頂點shader
[cpp]
view plain copyprint?#version 430
layout (location = 0) in vec3 VertexPosition;
layout (location = 1) in vec3 VertexNormal;
out vec3 LightIntensity;
uniform vec4 LightPosition; // Light position in eye coords.
uniform vec3 Kd; // Diffuse reflectivity
uniform vec3 Ld; // Diffuse light intensity
uniform mat4 ModelViewMatrix;
uniform mat3 NormalMatrix;
uniform mat4 ProjectionMatrix;
uniform mat4 MVP;
void main()
{
vec3 tnorm = normalize( NormalMatrix * VertexNormal);
vec4 eyeCoords = ModelViewMatrix * vec4(VertexPosition,1.0);
vec3 s = normalize(vec3(LightPosition - eyeCoords));
LightIntensity = Ld * Kd * max( dot( s, tnorm ), 0.0 );
gl_Position = MVP * vec4(VertexPosition,1.0);
}
片元shader
[cpp]
view plain copyprint?#version 430
in vec3 LightIntensity;
layout( location = 0 ) out vec4 FragColor;
void main() {
FragColor = vec4(LightIntensity, 1.0);
}