学习OpenGL ES for Android（九）—简单光照

电玩女神 2023-06-23 13:26 15阅读 0赞

从这篇开始学习光照相关的知识，可以先阅读文档[https://learnopengl-cn.github.io/02%20Lighting/01%20Colors/][https_learnopengl-cn.github.io_02_20Lighting_01_20Colors]，了解光照的相关概念。

光照至少需要一个光源和一个物体才能显示出的效果，那么我们就需要定义光源和物体的顶点位置和颜色，参考我们实现立方体的文章添加立方体并设置颜色，设置光源的颜色是白色，设置物体本来的颜色是橘色，那么光源照射之后的颜色就是两种颜色的叠加，我们直接设置颜色，物体着色器的代码如下，

vertexShaderCode =
                    "uniform mat4 uMVPMatrix;" +
                            "attribute vec4 aPosition;" +
                            "varying vec3 lColor;" +
                            "varying vec3 oColor;" +
                            "void main() {" +
                            "  gl_Position = uMVPMatrix * aPosition;" +
                            "  lColor = vec3(1.0, 1.0, 1.0);" +
                            "  oColor = vec3(1.0, 0.5, 0.31);" +
                            "}";
            fragmentShaderCode =
                    "precision mediump float;" +
                            "varying vec3 lColor;" +
                            "varying vec3 oColor;" +
                            "void main() {" +
                            "  gl_FragColor = vec4(lColor * oColor, 1.0);" +
                            "}";

使用光照颜色（lColor）和物体颜色（oColor）叠加相乘后生成物体的颜色。

这次我们设置观察点在右上方，可以看到立方体的右上角，

Matrix.setLookAtM(viewMatrix, 0, 0.8f, 0.8f, 4f, 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);

因为这次要绘制物体和光源两个立方体，所以还有设置光源着色器代码，因为是个纯白色的比较简单，这里不再赘述，最后附上代码

@Override
        public void onDrawFrame(GL10 gl) {
            super.onDrawFrame(gl);
            // ---------- 绘制物品 ---------------
            int shaderProgram = OpenGLUtil.createProgram(vertexShaderCode, fragmentShaderCode);
            GLES20.glUseProgram(shaderProgram);
            // 传入顶点坐标
            int positionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(shaderProgram, "aPosition");
            GLES20.glEnableVertexAttribArray(positionHandle);
            GLES20.glVertexAttribPointer(positionHandle, 3, GLES20.GL_FLOAT,
                    false, 3 * 4, OpenGLUtil.createFloatBuffer(CubeCoords));
    
            int mMVPMatrixHandle = GLES20.glGetUniformLocation(shaderProgram, "uMVPMatrix");
            GLES20.glUniformMatrix4fv(mMVPMatrixHandle, 1, false, vPMatrix, 0);
    
            // 绘制顶点
            GLES20.glDrawElements(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP, indices.length,
                    GLES20.GL_UNSIGNED_SHORT, OpenGLUtil.createShortBuffer(indices));
    
            // ---------- 绘制光源 ---------------
            int lightProgram = OpenGLUtil.createProgram(vertexLightShaderCode, fragmentLightShaderCode);
            GLES20.glUseProgram(lightProgram);
            // 传入顶点坐标
            int lightPositionHandle = GLES20.glGetAttribLocation(lightProgram, "aPosition");
            GLES20.glEnableVertexAttribArray(lightPositionHandle);
            GLES20.glVertexAttribPointer(lightPositionHandle, 3, GLES20.GL_FLOAT,
                    false, 3 * 4,  OpenGLUtil.createFloatBuffer(CubeCoords));
    
            int mMVPMatrixHandle1 = GLES20.glGetUniformLocation(lightProgram, "uMVPMatrix");
            // 移动光源的位置
            Matrix.translateM(vPMatrix2, 0, 0.7f, 0.8f, 0f);
            // 缩放光源
            Matrix.scaleM(vPMatrix2, 0, 0.1f, 0.1f, 0.1f);
            // 计算
            //Matrix.multiplyMM(vPMatrix, 0, tempMatrix, 0, translateMatrix, 0);
            GLES20.glUniformMatrix4fv(mMVPMatrixHandle1, 1, false, vPMatrix2, 0);
    
            // 绘制顶点
            GLES20.glDrawElements(GLES20.GL_TRIANGLE_STRIP, indices.length,
                    GLES20.GL_UNSIGNED_SHORT, OpenGLUtil.createShortBuffer(indices));
    
            GLES20.glDisableVertexAttribArray(positionHandle);
            GLES20.glDisableVertexAttribArray(lightPositionHandle);
        }

效果图如下，

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2prbHdhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

我们看到物体整体颜色一样，和现实世界的光照效果还是有差异的。现实世界的效果应该是背面比较比较暗的，还有光线的强弱，光源的颜色等等，这些都是以后学习的内容。

本章源码地址[https://github.com/jklwan/OpenGLProject/blob/master/sample/src/main/java/com/chends/opengl/renderer/light/LightRenderer.java][https_github.com_jklwan_OpenGLProject_blob_master_sample_src_main_java_com_chends_opengl_renderer_light_LightRenderer.java]

[https_learnopengl-cn.github.io_02_20Lighting_01_20Colors]: https://learnopengl-cn.github.io/02%20Lighting/01%20Colors/
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[https_github.com_jklwan_OpenGLProject_blob_master_sample_src_main_java_com_chends_opengl_renderer_light_LightRenderer.java]: https://github.com/jklwan/OpenGLProject/blob/master/sample/src/main/java/com/chends/opengl/renderer/light/LightRenderer.java