Ю.М. Баяковский, А.В. Игнатенко - Начальный курс OpenGL (DOC) (1124366), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

66

Глава 5. Материалы и освещение

включается вызовом команды glEnable (GL_NORMALEZE)

Для задания глобальных параметров освещения используют­ся команды

void glLightModel [ i f] (GLenum pname, GLenum param) void glLightModel [ i f]v (GLenum pname,

const GLtype *params)

Аргумент pname определяет, какой параметр модели освеще­ния будет настраиваться и может принимать следующие значе­ния:

GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_ VIEWER - параметр

param должен быть булевым и задает положение наблюда­теля. Если он равен GL_FALSE, то направление обзора счи­тается параллельным оси — z вне зависимости от положе­ния в видовых координатах. Если же он равен GL_TRUE, то наблюдатель находится в начале видовой системы коор­динат. Это может улучшить качество освещения, но услож­няет его расчет.

Значение по умолчанию: GL_FALSE.

GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE — параметр param дол­жен быть булевым и управляет режимом расчета освещен­ности как для лицевых, так и для обратных граней. Если он равен GL_FALSE, то освещенность рассчитывается только для лицевых граней. Если же он равен GL_TRUE, расчет проводится и для обратных граней.

Значение по умолчанию: GL_FALSE.

GL_LIGHT_MODE_AMBIENT —параметр params дол­жен содержать четыре целых или вещественных числа, ко­торые определяют цвет фонового освещения даже в случае отсутствия определенных источников света.

Значение по умолчанию: (0.2, 0.2, 0.2,1.0).

5.2. Спецификация материалов

67

5.2. Спецификация материалов

Для задания параметров текущего материала используются команды

void glMaterial[i f] (GLenum face , GLenum pname,

GLtype param) void glMaterial[i f]v (GLenum face , GLenum pname,

GLtype *params)

С их помощью можно определить рассеянный, диффузный и зеркальный цвета материала, а также степень зеркального от­ражения и интенсивность излучения света, если объект должен светиться. Какой именно параметр будет определяться значени­ем param, зависит от значения pname:

GL AMBIENT — параметр params должен содержать четыре целых или вещественных значения цветов RGBA, которые определяют рассеянный цвет материала (цвет материала в тени).

Значение по умолчанию: (0.2, 0.2, 0.2,1.0).

GL DIFFUSE —параметр params должен содержать четыре целых или вещественных значения цветов RGBA, которые определяют диффузный цвет материала.

Значение по умолчанию: (0.8, 0.8, 0.8,1.0).

GL SPECULAR — параметр params должен содержать четы­ре целых или вещественных значения цветов RGBA, кото­рые определяют зеркальный цвет материала.

Значение по умолчанию: (0.0, 0.0, 0.0,1.0).

GL_SHININESS —параметр params должен содержать одно целое или вещественное значение в диапазоне от 0 до 128, которое определяет степень зеркального отражения мате­риала.

Значение по умолчанию: 0.

68

Глава 5. Материалы и освещение

GL EMISSION — параметр params должен содержать четыре целых или вещественных значения цветов RGBA, которые определяют интенсивность излучаемого света материала.

Значение по умолчанию: (0.0, 0.0, 0.0,1.0).

GL_ AMBIENT_ ANDDIFFUSE - эквивалентно

двум вызовам команды glMaterialQ со значением pname GL_AMBIENT и GL_DIFFUSE и одинаковыми значениями params.

Из этого следует, что вызов команды glMaterial [ i f]() возмо­жен только для установки степени зеркального отражения ма­териала (shininess). Команда glMaterial [i f]v() используется для задания остальных параметров.

Параметр face определяет тип граней, для которых зада­ется этот материал и может принимать значения GL_FRONT, GL_BACK или GL_FRONT_AND_BACK.

Если в сцене материалы объектов различаются лишь одним параметром, рекомендуется сначала установить нужный режим, вызвав glEnable() с параметром GL_COLOR_MATERIAL, а затем использовать команду

void glColorMaterial (GLenum face , GLenum pname)

где параметр face имеет аналогичный смысл, а параметр pname может принимать все перечисленные значения. После этого зна­чения выбранного с помощью pname свойства материала для кон­кретного объекта (или вершины) устанавливаются вызовом ко­манды glColor, что позволяет избежать вызовов более ресурсоем­кой команды glMaterial и повышает эффективность программы. Другие методы оптимизации приведены в главе 9. Пример определения свойств материала:

float mat_dif[] = {0.8 ,0.8 ,0.8}; float mat_amb[] = {0.2, 0.2, 0.2}; float mat_spec[] = {0.6, 0.6, 0.6};

5.3. Описание источников света

69

float shininess = 0.7 * 128;

glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT,

mat_amb); glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE,

mat_dif); glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR,

mat_spec); g 1M a t e r i a 1 f (GL_FR0NT, GL_SHININESS,

shininess);

5.3. Описание источников света

Определение свойств материала объекта имеет смысл, толь­ко если в сцене есть источники света. Иначе все объекты будут черными (или, строго говоря, иметь цвет, равный рассеянному цвету материала, умноженному на интенсивность глобального фонового освещения, см. команду glLightModel). Добавить в сце­ну источник света можно с помощью команд

void glLight [ i f] (GLenum light , GLenum pname,

GLfloat param) void glLight [ i f] (GLenum light , GLenum pname,

GLfloat *params)

Параметр light однозначно определяет источник света. Он выбирается из набора специальных символических имен вида GL_LIGHTi, где i должно лежать в диапазоне от 0 до кон­станты GL_MAX_LIGHT, которая обычно не превосходит вось­ми.

Параметры pname и params имеют смысл, аналогичный ко­манде glMaterial. Рассмотрим значения параметра pname:

GL_SPOT_EXPONENT —параметр param должен содер­жать целое или вещественное число от 0 до 128, задающее

70

Глава 5. Материалы и освещение

распределение интенсивности света. Этот параметр описы­вает уровень сфокусированности источника света.

Значение по умолчанию: 0 (рассеянный свет).

GL_SPOT_CUTOFF —параметр param должен содержать целое или вещественное число между 0 и 90 или равное 180, которое определяет максимальный угол разброса све­та. Значение этого параметра есть половина угла в вершине конусовидного светового потока, создаваемого источником.

Значение по умолчанию: 180 (рассеянный свет).

GL AMBIENT — параметр params должен содержать четыре целых или вещественных значения цветов RGBA, которые определяют цвет фонового освещения.

Значение по умолчанию: (0.0, 0.0, 0.0,1.0).

GL DIFFUSE —параметр params должен содержать четыре целых или вещественных значения цветов RGBA, которые определяют цвет диффузного освещения.

Значение по умолчанию: (1.0,1.0,1.0,1.0) для GL_LIGHT0 и (0.0,0.0,0.0,1.0) для остальных.

GL SPECULAR — параметр params должен содержать четы­ре целых или вещественных значения цветов RGBA, кото­рые определяют цвет зеркального отражения.

Значение по умолчанию: (1.0,1.0,1.0,1.0) для GL_LIGHT0 и (0.0,0.0,0.0,1.0) для остальных.

GL POSITION —параметр params должен содержать четыре целых или вещественных числа, которые определяют поло­жение источника света. Если значение компоненты w рав­но 0.0, то источник считается бесконечно удаленным и при расчете освещенности учитывается только направление на точку (х,у, z), в противном случае считается, что источник расположен в точке (х, у, z,w). В первом случае ослабления

5.3. Описание источников света

71

света при удалении от источника не происходит, т.е. источ­ник считается бесконечно удаленным.

Значение по умолчанию: (0.0, 0.0,1.0, 0.0).

GL_SPOT_DIRECTION —параметр params должен хра­нить четыре целых или вещественных числа, которые опре­деляют направление света.

Значение по умолчанию: (0.0, 0.0, —1.0,1.0).

Эта характеристика источника имеет смысл, если значение GL_SPOT_CUTOFF отлично от 180 (которое, кстати, зада­но по умолчанию).

GLCONSTANTATTENUATION ,

GLLINEARATTENUATION ,

GL_QUADRATIC_ATTENUATION -параметр params задает значение одного из трех коэффициентов, опреде­ляющих ослабление интенсивности света при удалении от источника. Допускаются только неотрицательные значения. Если источник не является направленным (см. GL_POSITION), то ослабление обратно пропорционально сумме:

attconstant + attlinear * d + attquadratic * d²

где d — расстояние между источником света и осве­
щаемой им вершиной; attconstant, attlinear и
attquadratic равны параметрам, заданным с по­
мощью констант GL_CONSTANT_ ATTENUATION,
GL_LINEAR_ATTENUATION и
GL_QUADRATIC_ATTENUATION соответственно. По
умолчанию эти параметры задаются тройкой (1,0,0), и
фактически ослабления не происходит.

72

Глава 5. Материалы и освещение

При изменении положения источника света следует учиты­вать следующий факт: в OpenGL источники света являются объ­ектами, во многом такими же, как многоугольники и точки. На них распространяется основное правило обработки координат в OpenGL — параметры, описывающее положение в пространстве, преобразуются текущей модельно-видовой матрицей в момент формирования объекта, т.е. в момент вызова соответствующих команд OpenGL. Таким образом, формируя источник света одно­временно с объектом сцены или камерой, его можно привязать к этому объекту. Или, наоборот, сформировать стационарный ис­точник света, который будет оставаться на месте, пока другие объекты перемещаются.

Общее правило такое: если положение источника света зада­ется командой glLight перед определением положения виртуаль­ной камеры (например, командой glLookAtQ), то будет считаться, что координаты (0,0,0) источника находится в точке наблюде­ния и, следовательно, положение источника света определяется относительно положения наблюдателя.

Если положение устанавливается между определением поло­жения камеры и преобразованиями модельно-видовой матрицы объекта, то оно фиксируется, т.е. в этом случае положение источ­ника света задается в мировых координатах. Для использования освещения сначала надо установить соответствующий режим вы­зовом команды glEnable(GL_LIGHTING), а затем включить нуж­ный источник командой glEnable(GL_LIGHTi).

Еще раз обратим внимание на то, что при выключенном осве­щении цвет вершины равен текущему цвету, который задается командами glColor. При включенном освещении цвет вершины вычисляется исходя из информации о материале, нормалях и источниках света.

При выключении освещения визуализация происходит быст­рее, однако в таком случае приложение должно само рассчиты­вать цвета вершин.

5.4- Создание эффекта тумана

73

Текст программы, демонстрирующей основные принципы определения материалов и источников света, приведен в при­ложении Б.

5.4. Создание эффекта тумана

В завершение рассмотрим одну интересную и часто использу­емую возможность OpenGL — создание эффекта тумана. Легкое затуманивание сцены создает реалистичный эффект, а иногда может и скрыть некоторые артефакты, которые появляются, ко­гда в сцене присутствуют отдаленные объекты.

Туман в OpenGL реализуется путем изменения цвета объек­тов в сцене в зависимости от их глубины, т.е. расстояния до точ­ки наблюдения. Изменение цвета происходит либо для вершин примитивов, либо для каждого пикселя на этапе растеризации в зависимости от реализации OpenGL. Этим процессом можно частично управлять — см. раздел 7.

Для включения эффекта затуманивания необходимо вызвать команду glEnable(GL_FOG).

Метод вычисления интенсивности тумана в вершине можно определить с помощью команд

void glFog[if] (enum pname, T param) void glFog[if]v (enum pname, T params)

Аргумент pname может принимать следующие значения:

GL FOG MODE — аргумент param определяет формулу, по которой будет вычисляться интенсивность тумана в точке.

В этом случае param может принимать следующие значения: GL_EXP —интенсивность задается формулой / = e^~^d*^z'; GL_EXP2 —интенсивность задается формулой / = е^-^*²^ ;

74

Глава 5. Материалы и освещение

Характеристики

Список файлов книги