cocos2D-X源码分析之从cocos2D-X学习OpenGL17----发光体

cocos引擎支持四种发光体：环境光，方向光，点光源和聚光灯，上一篇已经介绍了基本光照模型，其中也介绍了环境光的算法，下面就介绍另外三种光源。

当一个光源很远的时候，来自光源的每条光线接近于平行，这看起来像是来自于同一个方向，比如太阳由于离我们无限远，所以太阳光被定义为平行光，因为所有的光线都是平行的，对场景中每个物体的光都保持一致，光照计算会和场景中的其他物体相似。

点光是一个有位置的光源，它向所有方向发光，光线随着距离增加逐渐变暗。灯泡和火炬就是这样的点光。

点光源的计算方式和之前的方向光使用同一个函数，只是加入了一个调整的参数，代码如下：

vec3 computeLighting(vec3 normalVector,vec3 lightDirection,vec3 lightColor,float attenuation)
{
    float diffuse = max(dot(normalVector,lightDirection),0.0);
    vec3 diffuseColor = lightColor  * diffuse * attenuation;
    
    return diffuseColor;
}

for (int i = 0; i < MAX_POINT_LIGHT_NUM; ++i)

{
    vec3 ldir = v_vertexToPointLightDirection[i] * u_PointLightSourceRangeInverse[i];
    float attenuation = clamp(1.0 - dot(ldir,ldir),0.0,1.0);
    combinedColor.xyz += computeLighting(normal,normalize(v_vertexToPointLightDirection[i]),u_PointLightSourceColor[i],attenuation);
}

添加的这个attenuation参数使用的是点光的位置乘以点光源范围的倒数，然后用1减去这个值得平方，最后获得0到1之间的attenuation参数，最后在computeLighting函数中传入这个attenuation参数，这个值其实是点光源在它的范围内的衰减值。

auto pointLight = static_cast<PointLight *>(light);
Mat4 mat= pointLight->getNodeToWorldTransform();
const Color3B &col = pointLight->getDisplayedColor();
//光的颜色
_pointLightUniformColorValues[enabledPointLightNum].set(col.r / 255.0f * intensity,col.g / 255.0f * intensity,col.b / 255.0f * intensity);
//光的位置
_pointLightUniformPositionValues[enabledPointLightNum].set(mat.m[12],mat.m[13],mat.m[14]);
//光范围的倒数
_pointLightUniformRangeInverseValues[enabledPointLightNum] = 1.0f / pointLight->getRange();
++enabledPointLightNum;

聚光灯是一种位于环境某处的光源，不是向所有方向，只有某个方向会被照亮，如图所示，聚光灯通过切光角表示：

由于如果我们在聚光灯的边界“一刀切”的话，这种转变过于强烈，所以聚光灯一般用两个角度表示，一个是内角一个外角，在这两个角度之间是线性逐步减小，cocos2d也采用这种方式处理聚光灯

//计算范围精度值
vec3 ldir = v_vertexToSpotLightDirection[i] * u_SpotLightSourceRangeInverse[i];
float attenuation = clamp(1.0 - dot(ldir,1.0);
vec3 vertexToSpotLightDirection = normalize(v_vertexToSpotLightDirection[i]);

vec3 spotLightDirection = normalize(u_SpotLightSourceDirection[i] * 2.0);

//计算光线方向和点方向之间的夹角
float spotCurrentAngleCos = dot(spotLightDirection,-vertexToSpotLightDirection);

//在内角外角之间
attenuation *= smoothstep(u_SpotLightSourceOuterAngleCos[i],u_SpotLightSourceInnerAngleCos[i],spotCurrentAngleCos);
attenuation = clamp(attenuation,1.0);
combinedColor.xyz += computeLighting(normal,vertexToSpotLightDirection,u_SpotLightSourceColor[i],attenuation);

聚光灯的attenuation精度值包括点光源的范围精度值以及在内外角之间的衰减值，两个值相乘，在固定在0到1的范围之间就得到聚光灯的精度值，最后在传入到计算光照的函数里得到聚光灯对于光照的影响值

能力不足，水平有限，如有错误，欢迎指出。

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