Освещение и текстурирование в OpenGL

Диффузное и зерк альное отражение

Диффузное отражение
Интенсивность освещения рассчитывается отдельно для каждой компонент R, G и B.

Зеркальное отражение
Зеркальное отражение рассчитывается по закону Фонга

Уравнение освещенности
l
n
h
P’
e
Фоновое освещение не имеет источника и зависит только от сцены При диффузном освещении свет от источника равномерно рассеивается во всех направлениях.
При зеркальном освещении свет от источника отражается от повехности.в одном направлении. Зеркальная освещенность дополнительно зависит от положения наблюдателя.

Рисуем тор
x
y
z
φ
0
X
Z
Y
ϕ
P
Q
Qi,j
Qi+1,j
Qi+1,j+1
Qi,j+1

Уравнение освещенности OpenGL
еm ,am , sm , dm , hm – свойства материала
ai ,si ,di – свойства i-го источника освещения
as– фоновое освещение
atti – коэффициент затухания
spoti – коэффициент направленности
-l
vi
P’

Установка параметров освещения в OpenGL
void glMaterialfv(GLenum face,GLеnum param,GLfloat *value);
face = {GL_FRONT|GL_BACK} param = {GL_AMBIENT|GL_DIFFUSE|GL_EMISSIVE|GL_SPECULAR}
value = float[4] // RGBA
void glMaterialf(GLenum face,GL_SHININESS,GLfloat value);
void glLightModelfv(GLеnum param,GLfloat *value);
param = LIGHT_MODEL_AMBIENT
value = float[4] // RGBA
void glLightfv(GLenum light,GLеnum param,GLfloat *value);
face = {GL_LIGHT0|GL_LIGHT1|…}
param = {GL_AMBIENT|GL_DIFFUSE|GL_SPECULAR}
value = float[4] // RGBA
Задаем параметры материала:
Задаем цвет источника освещения:
Задаем цвет фонового освещения:

Установка параметров освещения. Часть 2.
void glLightfv(GLenum light, GL_POSITION,GLfloat *value);
face = {GL_LIGHT0|GL_LIGHT1|…} value = float[4] // x,y,z,w
Задаем положение источника освещения:
Координаты источника освещения преобразуются текущей матрицей модельного преобразования!
Включаем расчет освещенности
void glEnable(GLenum type); type = GL_LIGHTING;
Включаем требуемые источники освещения
void glEnable(GLenum type); type = GL_LIGHT0;
Включаем требуемые источники освещения
void glShadeModel(GLenum type);
type = GL_FLAT; - плоская закраска грани
type = GL_SMOOTH - закраска по Гуро

Растеризация
V1
V2
V3
Интерполяция цвета вдоль примитива - закраска по Гуро
Интерполяция координаты z Интерполяция цвета вдоль примитива - закраска по Фонгу

I=0
I=0
I=1
I=1
I=0
I=0
I=1
I=1
Фонг и Гуро - ошибки интерполяции
Освещенность зависит от способа разбиения на примитивы
Поле нормалей лучше задавать в виде текстуры!

Текстурирование
u
v
0
x
y
0
“Перспективное” текстурирование:
1
1
x1,y1,u1,v1
x2,y2,u2,v2
x3,y3,u3,v3

Текстурирование в OpenGL
GLuint texture;
glGenTextures(1,&texture);
Создаем текстуру - прямоугольный массив с цветами пикселов. Высота и ширина должны быть степенями двойки.
RGBNM
…
RGB1M
RGB0M
…
…
…
…
RGBN1
…
RGB11
RGB01
RGBN0
…
RGB10
RGB00
Получаем номер текстурного объекта
Активизируем текстурный объект
glBindTexture(texture);

Текстурирование в OpenGL: часть 2
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,
GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
Загружаем текстуру
Устанавливаем режимы текстурирования
glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT,1);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,
0, // Mip-level
GL_RGB, // Формат текстуры
tex_width,tex_height, 0, // Ширина границы
GL_RGB, // Формат исходных данных
GL_UNSIGNED_BYTE, // Тип данных
tex_bits); // Исходные данные