 |
Местоположение и затухание
|
|
|
|
Источник света можно расположить или бесконечно далеко, или вблизи сцены. Источники первого типа называются направленными источниками света. Для бесконечно далекого источника (например, Солнца) можно полагать, что лучи света от него падают на объект параллельным пучком. Источники второго типа – локальные, расположенные в непосредственной близости от освещаемого объекта. От их конкретного местоположения зависит, под каким направлением свет будет падать на объекты сцены. Пример локального источника света – настольная лампа.
В программе 5.1 создается направленный источник света:
float light_position[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 };
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);
В качестве значения для свойства GL_POSITION указывается массив (x, y, z, w). Если четвертая координата w =0, то источник света будет считаться направленным, и его направление будет задаваться вектором (x, y, z). По умолчанию GL_POSITION равно (0, 0, 1, 0), т.е. это направленный источник света, излучающий свет вдоль отрицательного направления оси z.
Если w ¹0, то источник света будет считаться локальным и (x, y, z) задает местоположение источника света. Локальный источник света излучает по всем направлениям, но можно ограничить конус излучения, сделав источник "прожектором".
Интенсивность излучения реальных источников света уменьшается с расстоянием от источника. Для направленных источников говорить о затухании с расстоянием бессмысленно, т.к. они располагаются бесконечно далеко от сцены. Поэтому свойства затухания можно задавать только для локальных источников. При вычислении интенсивности локальных источников OpenGL использует коэффициент затухания:
,
где d – расстояние от источника света до вершины объекта;
|
|
|
k c – значение свойства GL_CONSTANT_ATTENUATION;
k l – значение свойства GL_LINEAR_ATTENUATION;
k q – значение свойства GL_QUADRATIC_ATTENUATION.
по умолчанию k c =1.0, а k l =k q =0. При необходимости эти значения можно изменить, например:
glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 2.0);
glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, 1.0);
glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.5);
Прожекторы
У локального источника света есть свойство для задания конуса, внутри которого распространяется свет от источника. По умолчанию свет распространяется по всем направлениям. Если его ограничить, источник можно считать "прожектором", освещающим только избранные области сцены. В свойстве GL_SPOT_CUTOFF (угол отсечки прожектора) хранится значение угла между направлением прожектора и образующей конуса. Угол при вершине конуса равен удвоенному значению GL_SPOT_CUTOFF (см. рис. 5.3).
Рис. 5.3. Свойство GL_SPOT_CUTOFF.
Свет от локального источника распространяется только внутри конуса. По умолчанию свойство GL_SPOT_CUTOFF равно 180.0, т.е. свет распространяется по всем направлениям (угол при вершине конуса равен 360 градусов, т.е. конуса вообще нет). Значение GL_SPOT_CUTOFF надо выбирать в интервале [0, 90] (или особое значение 180.0). Например, прожектор с 90-градусным конусом создается так:
glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_CUTOFF, 45.0);
Для прожектора необходимо также указать направление оси светового конуса:
float spot_direction[] = { -1.0, -1.0, 0.0 };
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, spot_direction);
По умолчанию направление прожектора равно (0.0, 0.0, -1.0). Т.е. если не указать явно GL_SPOT_DIRECTION, то свет будет распространяться вдоль отрицательного направления оси z. Направление оси прожектора подвергается видовым преобразованиям аналогично векторам нормали.
Кроме угла отсечки и направления, у прожектора есть два способа управления распределением интенсивности света внутри конуса. Во-первых, это задание коэффициента затухания, как описано в п.6.2. Во-вторых, есть свойство GL_SPOT_EXPONENT, по умолчанию равное 0, которое управляет концентрацией света. В центре конуса интенсивность света выше, чем у краев. По направлению к краям интенсивность уменьшается пропорционально косинусу угла между осью конуса и направлением на освещаемую вершину. Пропорциональность экспоненциальная, а GL_SPOT_EXPONENT – это показатель экспоненты. Чем больше это значение, тем сильнее фокусировка прожектора.
|
|
|
|
|
|
