Megvilágítás modellezése

Példaprogramok

• tank.c (eredeti körvonalas tank modell)
• tank_color.c (színes tank)
• tank_ambient.c (tank globális ambiens megvilágítással)
• tank_diffuse.c (tank diffúz megvilágítással)
• tank_specular.c (tank spekuláris megvilágítással)
• tank_spot.c (tank reflektorral megvilágítva)

• haromszog.c   kocka.c   (egyszerű objektumok normálvektorok megjelenítésével)

• jet.c   ambient.c   litjet.c   shinyjet.c   spot.c

• plane_spot.c

Nate Robins tutorial

• Windows: lightmaterial.exe Linux: /pub/szgrafika/szamitogepes_grafika/Tutors.linux/lightmaterial Bal egérgomb: paramétermódosítás. Jobb egérgomb: opciók (mindhárom panelen!).

• Windows: lightposition.exe Linux: /pub/szgrafika/szamitogepes_grafika/Tutors.linux/lightposition Bal egérgomb: paramétermódosítás. Jobb egérgomb: opciók (mindhárom panelen!).

Eddigi programjaink átírása

• Fényforrás(ok) megadása

  • Megvilágítás engedélyezése/kikapcsolása

    glEnable( GL_LIGHTING ); // megvilágítás be
    glDisable( GL_LIGHTING ); // megvilágítás ki
    

  • Globális ambiens fény megadása.

    GLfloat ambientLight[] = { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f };
    ...
    glLightModelfv( GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, ambientLight );
    

  • Legalább 1 fényforrás engedélyezése/kikapcsolása

    glEnable( GL_LIGHT0 ); /* GL_LIGHT0, ..., GL_LIGHT7, GL_MAX_LIGHTS */
    glDisable( GL_LIGHT0 ); /* GL_LIGHT0, ..., GL_LIGHT7, GL_MAX_LIGHTS */
    

  • Fényforrás tulajdonságainak megadása (pozíció, ambiens, diffúz, spekuláris fényjellemzők, reflektor tulajdonságok, gyengülési együtthatók, stb.).

    glLightfv( GLenum light, GLenum pname, const GLfloat *params );
    

    light paraméter	pname paraméter	params paraméter
    GL_LIGHT0 ... GL_LIGHT7 ... GL_MAX_LIGHTS	GL_AMBIENT GL_DIFFUSE GL_SPECULAR	4 elemű GLfloat tömb a színértékekkel
    	GL_POSITION	4 elemű GLfloat tömb a fényforrás helyével. Utolsó elem: ha 1, akkor térbeli pozíciót, ha 0, akkor térbeli irányt definiál a vektor.
    	GL_SPOT_DIRECTION	3 elemű GLfloat tömb, a reflektor irányát adja.
    	GL_SPOT_CUTOFF GL_SPOT_EXPONENT	Skalár értékek, a reflektor nyílásszöge és gyengülési együtthatója.
    	GL_CONSTANT_ATTENUATION GL_LINEAR_ATTENUATION GL_QUADRATIC_ATTENUATION	Skalár értékek, a fény gyengülési együtthatói.

• Anyagjellemzők megadása a csúcspontokhoz

  • Közvetlen megadás (ajánlott)

    glMaterialfv( GLenum face, GLenum pname, const GLfloat *params );
    

    face paraméter	pname paraméter	params paraméter
    GL_FRONT GL_BACK GL_FRONT_AND_BACK	GL_AMBIENT GL_DIFFUSE GL_SPECULAR GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE	4 elemű GLfloat tömb a visszatükrözési arányokkal
    	GL_EMISSION	4 elemű GLfloat tömb, az objektum saját fénye (Más objektumot nem világít meg.)
    	GL_SHININESS	Skalár érték, csillogási paraméter.

  • glColor() segítségével (kevesebb beállítási lehetőség)

    glEnable( GL_COLOR_MATERIAL ); // anyagjellemzők a glColor()-ból
    glColorMaterial( GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE ); // ambiens és diffúz jellemzők
    ...
    glColor3f( ... );
    

• Normálvektorok megadása a csúcspontokhoz

  • A GLUT modellező függvényei beállítják a normálvektorokat a csúcspontokban.
  • glEnable( GL_NORMALIZE ); // ha skálázó/nyíró geometriai trafót is használunk
  • Ha nem GLUT függvénnyel modellezünk, akkor a normálvektorok beállítása (glNormal3f( ... )).
    • Magunk határozzuk meg a normálvektort (pl. gömb esetén a középpontból a csúcspontba húzott sugár iránya).
    • 3 pont által definiált sík normálisa (calcNormal();).

Fontos: A megvilágítási egyenletek csak a csúcspontokban (glVertex()) értékelődnek ki, a poligonok kitöltése a shading-nek megfelelően történik. Emiatt:

• Mindig az alapértelmezett színátmenetes kitöltést (GL_SMOOTH) használjunk.
• Ha szükséges, növeljük a csúcspontok számát a realisztikusabb látvány eléréséhez. Pl.: téglalapokat osszuk fel négyszögcsíkokra.

Megjegyzés: A megvilágítási egyenletek nem veszik figyelembe azt, hogy a fényforrás(ok) és az objektumpont között más objektumok vannak-e, vagyis árnyékoló hatást nem fogunk látni.

Feladatok

• GLUTObjects2 példaprogram kiegészítése diffúz megvilágítással.
• Hengerpalást modellezése normálvektorok megjelenítésével, reflektorfénnyel megvilágítva.

Kapcsolódó előadás anyag