课程实验指导光照Word格式.docx
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a）光源在无穷远处,即光线方向Ｌ为常数;
b）视点在无穷远处，即视线方向V为常数;
c）用
近似
这里H为Ｌ和V的角平分向量，
在这种简化下,由于对所有的点总共只需计算一次H的值,节省了计算时间。
结合RＧＢ颜色模型，Phong光照明模型最终有如下的形式：
本次实验中,光源在无穷远处,光线方向为单位向量L（0.５，0.5,0.707）,视点在无穷远处，视线方向V为（０，0，1）。
本次实验中增加了鼠标右键操作,相关知识见后面所附GLUT菜单知识。
４.实验代码:
／/Light．cpp:
Defiｎeｓ tｈeentrypoｉntfｏｒthｅｃonsoｌeａpplicatioｎ.
//
＃ｉnｃlude＂stdaｆx．h"
＃ｉncludｅ <
GＬ／gｌut.h>
#ｉnclude＜stｄｉo.h>
＃inclｕde<
stdlｉb.h＞
#iｎcluｄe <
maｔh.h>
＃dｅfinｅＮO_LIＧHT1
#defｉneLIGHT 2
bｏolbLiｇht= faｌsｅ;
sｔruｃtVeｃtoｒ
{
ﻩfｌoatfx， fy,ｆz;
};
sｔrｕctCoｌoｒ
ﻩflｏatＩr,Iｇ,Ｉb;
floatKａＩａ;
flｏaｔKd, n;
VecｔorH,ｌight；
CｏlｏｒｍＬigｈｔ, mCｏlｏｒ;
voiｄIｎit（）
｛
ｆloatmo;
Vｅctor eye；
mLｉgｈt.Ir =0；
mＬight.Ｉg =175;
mLｉght.Iｂ＝ ０;
ﻩKａIa=100;
ﻩＫｄ＝0．7;
n=２0；
lｉght．fｘ=0.5０;
ｌight.fy＝0.50;
liｇhｔ．fz=sｑrt（1-（light.fx*light.fx）-（lｉght.fｙ*light.ｆｙ））;
eye．ｆx=0;
ｅyｅ.fy=0；
ｅye．fz=１；
H.ｆｘ=ｌigｈt.ｆx＋eye.ｆｘ;
Ｈ．fy=lｉgｈt.fy+eye.fy;
ﻩH.ｆｚ＝ｌighｔ.fz+eyｅ.fz;
mｏ＝sqｒt（H.fx*Ｈ.ｆx+H.fy*H.fy+Ｈ.fz＊H.fz）;
H.fx=（Ｈ.fx/mｏ）；
H．fy=（Ｈ.fy/mｏ）；
Ｈ．fｚ=（H.fz/mo）;
ﻩH.fx=（Ｈ.ｆｘ／mo）;
H．ｆy=（H.fy/mｏ）；
H．ｆz=（H．fz／mo）；
ﻩｇlCｌｅarCｏｌｏｒ（1．０,1.0,1.0,0.0）;
glＳhａdeMoｄeｌ（ＧＬ_SＭＯＯTＨ）；
}
CoｌorPｈoｎｇ（ｉnｔ x0,inty０， iｎtr,iｎｔｘ,iｎｔy）
ﻩVectoｒN；
floatz，alpha,thetａ，Ks;
Kｓ＝1．0－Ｋd;
ﻩz=ｓqrｔ（（floａt）（r*r-（ｘ－x0）*（x-ｘ0）-（y-y0）*（y-y0）））;
ﻩN．ｆｘ=（x－x0）*1.0/ｒ;
N.ｆｙ=（y-y０）*1.0/r;
ﻩN.ｆz= ｚ＊１．０/r；
ﻩtｈetａ= N．ｆx *light．fx +N.ｆy*ｌight.ｆｙ+N.ｆz* liｇht.ｆz;
ﻩif（ｔｈｅtａ<
0）
ﻩﻩｔhetａ＝0；
ａlpｈａ=H.fx＊N.ｆｘ+Ｈ.fy＊N.fy+H.fx*N.fz；
iｆ（alpha<
０）
ﻩﻩalpｈa=０;
ﻩｍColｏr.Ir=KaIa+mLight.Ir*Kd＊tｈeta＋mLigｈｔ．Ir*Ks*pｏｗ（alｐha,ｎ）;
ﻩmCoｌoｒ．Ｉg=KaIａ+ｍLiｇｈｔ.Ig*Kd*theta+mＬｉｇht.Ig＊Ks＊pｏｗ（alｐha,n）;
ﻩmColor.Ib=KaIa+mＬighｔ.Iｂ*Ｋｄ*theta＋mＬｉgｈｔ.Iｂ＊Ks＊pｏw（alｐha,ｎ）;
retuｒｎmＣolｏr;
｝
vｏｉdMidCircle（iｎtx0，iｎｔｙ0,inｔr）
iｎtｘ,ｙ,deltax，dｅlｔay,d；
ｘ = ０；
y =r;
deltａx=3;
deｌtay =5－r-r;
ﻩｄ=1－r；
glColor3f（0.0f, 1.0ｆ， 0.0f）;
gｌBｅgin（GＬ_ＰOINTＳ）;
ﻩglVertex2i （x+x0,ｙ+y0）;
ﻩgｌＶerteｘ2i（－x+ｘ0,y+y0）;
ｇlVerteｘ2i（-x＋x0,-y＋y0）;
gｌＶertex2i（x+x0，－y+ｙ0）;
ｇlVertex2i （y+y０，x＋x0）;
ﻩglVerteｘ2i（y+ｙ0,－x+x0）;
ﻩｇlＶｅｒteｘ2i（-y+ｙ０, －x＋x０）;
ﻩｇlVｅrtｅx2i （-y+y0，x＋x0）;
while（x＜ｙ）
｛
ﻩﻩｉf（d＜0）
ﻩ{
ﻩﻩﻩｄ+=deltax;
ﻩﻩｄeltａｘ +=2;
ﻩdeｌtay+＝2;
ﻩﻩx+＋;
ﻩ}
ﻩelse
｛
ﻩd+=deltay；
ﻩﻩdeltaｘ＋=２;
ﻩﻩdeltay+=4;
ﻩﻩｘ++;
ﻩy-－;
}ﻩ
ﻩ
gｌVeｒtex2ｉ （x+x0，ｙ+y0）;
gｌVertex2i（-ｘ＋x０,y＋y0）;
ｇｌＶerｔｅx２i（-ｘ+x0，-y＋y０）;
ﻩﻩglＶerｔeｘ2i（x+x0,-y+y0）;
ﻩ
ﻩglVerｔex２i（y＋ｙ0， x+x0）;
ﻩﻩglVerｔeｘ2i（ｙ+y0，－x+x０）;
glＶｅrｔeｘ２i（－y+y0,-x+ｘ0）;
ﻩﻩglVertex2i（-y+y0,x+x0）；
ﻩ}
glEｎd（）；
voidMidCircleLight（inｔx0， inty0,ｉntｒ）
int x，y,deltax,dｅlｔａy,d；
ﻩｘ=０;
ｙ＝r;
ﻩdｅlｔax= 3；
dｅｌtay＝ ５－r-r;
d=1-r；
ｇlBｅgin（ＧL＿POＩＮTS）;
ﻩ{
ﻩfor（ｉｎt i=-x;
i<
＝ｘ;
i++）
ﻩﻩ{
ﻩmＣｏｌor=Phonｇ（x0,y0,r，i+x0,y+y０）；
ﻩﻩﻩglＣolｏr3ｕb （mCｏlor.Iｒ,mColｏr.Ig，mColor．Ib）;
ｇlVertｅｘ2i （i+ｘ0,y＋ｙ0）;
ﻩﻩglＣolor3ub（ｍColor．Ir,mCｏlor.Ig,mＣolor．Ｉb）；
ﻩglVｅrteｘ２i（i+x０,－y＋y0）;
ﻩﻩ}
ﻩｆor（i=－y;
ｉ<
=y;
ﻩ{
ﻩmColoｒ=Phonｇ（x0，y0,r，i+x0，x+ｙ0）;
ｇlColor3uｂ（mCｏlor.Ir,mCｏlｏｒ．Ｉｇ，ｍColｏr.Ib）；
ﻩﻩﻩｇlVeｒｔeｘ2i（i+x０,ｘ+ｙ0）;
ﻩﻩﻩgｌColor3ub（mColor.Ｉr， mＣｏlor．Ig,mCoｌor．Ib）;
ﻩﻩglＶertex２i（i+ｘ0,-x+ｙ0）;
}
ｗhile（x<
y）
ｉｆ（d<
ﻩ{
ﻩﻩﻩｄ+=deｌtaｘ;
ﻩﻩﻩﻩdeltａｘ +＝ ２；
ﻩｄelｔay+＝２；
ﻩﻩﻩｘ++;
ﻩ}
ﻩﻩeｌse
ﻩ{
ﻩﻩﻩd＋=ｄeltａy;
ﻩﻩdeｌtａx＋=2;
ﻩﻩdelｔay+＝４;
ﻩx++；
ﻩﻩy-－;
ﻩﻩ}
ﻩ
ﻩﻩfｏr（i＝－x;
=x;
ﻩ{
ﻩﻩmCｏloｒ=Phong（x0,y0，r,ｉ+x0，y＋ｙ0）;
glCoｌｏｒ3ｕｂ（mＣoｌor.Iｒ, ｍCoｌor.Iｇ,mColｏｒ.Iｂ）;
ﻩﻩﻩﻩｇlＶｅrｔex2i（i＋ｘ0,y+y0）;
ﻩﻩgｌCoｌor3ｕb（mColｏr.Ir，mColｏr.Iｇ,mCｏlｏr．Ib）；
ﻩﻩｇlVeｒtex2i（i+x0,-y＋y０）;
}
ﻩﻩfｏr（i＝-y;
i＜=y；
i＋+）
ﻩﻩ{
mColoｒ=Phong（x0,y0,r，i+x0，x+y0）;
glColor3uｂ （mColor.Iｒ,mColor.Ｉg, mColor．Ib）；
ﻩﻩgｌVｅrtex2ｉ（i＋x０,ｘ+ｙ0）；
ﻩglＣolor３ub（mＣolor.Iｒ,mＣoｌor.Iｇ,mCｏｌor．Ib）;
ﻩglＶertｅx2ｉ（i+ｘ０，－x+y0）；
ﻩgｌＥnd（）;
void myDisplay（）
ﻩｇlClｅar（GL_ＣOＬOR_BＵＦＦＥＲ_ＢIT）;
ﻩglColｏｒ3ｆ （1.0f,１.０f, 1.０f）;
ﻩif（bＬighｔ＝= false）
ﻩMidCiｒｃle（250, 250,60）;
ｅlse
ﻩMidCircleLighｔ（250,２50，60）;
ｇlFlusｈ（）;
voidＲeｓｈapｅ（iｎｔw, ｉｎth）
ﻩglＶiewｐort（0,0,（GLｓizei）ｗ,（GLsｉzei）h）;
ﻩglMatrixMｏde（ＧL_PROJECTIＯN）;
ﻩgｌLoadIｄentity（）；
ﻩgluOrthｏ2D（0.0,（GLdoubｌｅ）w,０．0，（GLdoubｌe） ｈ）;
ｖoiｄ procesｓMｅnuEｖeｎｔｓ（intｏption）
｛
ﻩswiｔch（option）{
case NO＿LＩGＨT：
bLｉght＝falｓe;
ﻩgluｔPｏsｔRedisplay（）;
ﻩｂrｅak;
ﻩﻩ
ﻩcasｅＬＩGHＴ：
ｂLｉght=true;
ﻩglutPostＲeｄisｐlay（）;
ﻩｂreaｋ；
voidcｒｅａtｅGLＵＴMenｕs（）
｛ﻩ
int mｅnu;
menu=ｇluｔＣrｅateMeｎu（prｏceｓsＭｅnuEｖentｓ）;
ﻩglutＡｄdＭenｕEntry（"
NoLighｔ"
NO_ＬIＧHT）;
ﻩglutAdｄMｅｎuEnｔｒy（＂Liｇht"
LIGHT）;
ﻩglｕtＡｔｔaｃhMenu（GLＵT_RIGＨＴ＿BＵＴTON）;
ｉnｔｍａin（intargc,chａｒ*ａrgv[]）
glutＩnit（&
arｇｃ,aｒgv）;
gluｔIniｔDispｌaｙModｅ（GＬUT＿RGB|GLUT＿SINGLＥ）；
glutInitWindｏwPｏsitｉon（10０,100）;
ﻩglｕtInｉtＷiｎｄｏｗSize（640,480）；
glutCｒeateWindoｗ（＂HelloWorld！
＂）；
Ｉnit（）;
ﻩglutDisplayFunc（myDｉsplａy）;
gluｔＲeｓhapｅFunc（Ｒeshａpe）;
creaｔｅGLUTMeｎuｓ（）;
ﻩgｌuｔＭainLoop（）;
ﻩretuｒｎ ０；
附GLＵＴ菜单知识：
给一个程序增加菜单提供了一个比键盘更简单的方法来和程序交互，选择不同选项,而不用去记那些按键。
首先要做的是创建菜单,创建菜单函数glutCｒｅａteMeｎｕ的原型如下：
intglｕｔCｒeａｔｅMｅｎｕ（void（*ｆunｃ）（iｎｔvalue））；
参数:
func:
为新建的菜单处理菜单事件的函数名。
这个函数的返回值是菜单的标识符（meｎｕidｅnｔifier）。
程序中,对每个菜单要指定一个回调函数,而且可以指定相同的函数。
下面为菜单增加一些条目,使用的函数是glutAddMenuＥntry:
voidgｌutAddMeｎuEｎtry（chａr *name,intvalue）;
参数：
namｅ：
菜单名称的字符串。
vａlue：
当你选择菜单里的一项后，这个值就返回给上面的ｇlutCｒeａteＭenu里调用的函数。
这个函数根据函数名来看，就是给菜单里添加条目的，可以一直添加,但有个顺序。
最后要把菜单和一个鼠标键连接起来（ａttａch）。
因为我们必须指定菜单怎么出现,使用GLUT你可以在按下一个鼠标按键后让菜单显示，函数是gｌｕtAｔｔachＭenu:
ｖoiｄgluｔAttaｃhＭｅnu（intbuttｏn）；
buttoｎ：
一个整数,指定菜单和哪个鼠标键关联起来。
bｕtton 可以去下面的值；
GLUT_LＥFT＿BUTＴOＮ
ＧLＵＴ_ＭIDDＬE＿BUＴＴON
ＧLUＴ_ＲIGHT_BUTTON
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