演示

冯氏光照

1. 光照原理：
2. 对于向量相乘默认为点乘，如果*lightColor(1.0f, 1.0f, 1.0f);白光，值不变
3. 物体的颜色显示原理：不被物体吸收的光反射，也就是由白光分解后的一部分，因此，需要有光才会有物体颜色，并且光会影响物体颜色。
4. 原理：模拟光，实际就是计算物体的片段 / 顶点的颜色值
5. 对于物体颜色：可以在顶点数据传入，也可以在fragment glsl传入uniform
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7. 光照模型：
8. 冯氏光照模型(Phong Lighting Model)：环境(Ambient)（环境色）、漫反射(Diffuse)（正对着光源，它就会越亮），镜面(Specular)（亮点）
9. 目标：模拟出基本冯氏光照
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11. 向量：
12. 理解向量：想象3D空间xyz，有坐标原点0,0,0，物体的vec3坐标终点实际是物体的xyz坐标，与原点相连成矢量（有方向的长度线段）
13. 向量与向量+-，以点模拟：实际是改变原坐标点xyz，分别+-3个标量后，在世界空间的位置，
14. 而以向量模拟+-：将新的的向量放在物体向量的终点，得到原始起点到（未反转 / 反转 后）终点坐标。
15. 对于-法：向量模拟：如果不改变新的向量位置，两个向量起点都放在世界中心，那么，可以获得两个向量的终点（坐标点）的向量
16. 具体方向：向量起点 = 两向量中的被减数，向量终点 = 两向量中的减数
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18. 漫反射：
19. 法向量(Normal Vector)：垂直于片段表面的一个向量
20. 漫反射：当光强度不变，入射向量，基于物体法向量，夹角越大，强度越小
21. 点乘：恰好符合漫反射原理，夹角越接近90，cos越接近0，夹角越接近0，cos越接近1
22. vertex glsl 接受所有顶点数据，需要传输到fragment glsl中，通过计算的法向量，获得当前片段获取的颜色值
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24. 在顶点数据传入normal，类型为vec3
25. 如何计算顶点漫反射颜色？获取顶点法向量，由（光位置向量 - 顶点位置向量）获取光向量，两者点乘，返回float标量。
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27. 法线矩阵：
28. 这里会发生一个很奇怪的现象，当物体旋转时，光会跟着物体的正面
29. 原因：
    1. 对于计算漫反射是：光向量传入的是物体的v_Position = a_Position;顶点数据，当在vertex glsl中通过matrix改变物体的顶点，输出的是gl_Position，并没有改变传入的v_Position。
    2. 另外计算float diff点乘时，传入的为v_Normal，也是顶点数据，并不会随着物体旋转发生改变
    3. 所以对于每个顶点来说，计算的最后漫反射结果都是固定的
30. 解决：正确更新新的位置（模型矩阵：物体的位置、旋转和缩放）和法线位置
31. 位置：*modleMatrix变换到世界空间坐标

v_Position = vec3(model * vec4(a_Position, 1.0));
v_Normal = mat3(transpose(inverse(model))) * a_Normal;  

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2. 其他：
3. 假设改变摄像机：editcamera本身不是物体，没有自身缩放，只有在世界中的位置和旋转
4. 理解平行光：
5. 想象两个立方体，在不同的位置，普通光源在一个点，分别向两个立方体发射光线，而平行光不会改变角度
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7. 理解矩阵：
8. 单位矩阵：mat4（1.0f)，将其*任何的 vec4(vec3（我们要变换的坐标）,1.0f) = vec4
9. 再比如简单的glm::scale：我们本身的mat4（经过变换的）* vec3（要变换的倍数）
10. 顺序非常重要：否则计算结果有偏差

model = glm::scale//缩放
model = glm::rotate//旋转
model = glm::translate//位移

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2. 镜面：
3. 漫反射取决于光线和物体表面法线的角度
4. 镜面取决于观察方向，和反射光线的点乘
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6. 镜面：法向量，reflectDir反射光向量，相机方向向量，镜面强度(Specular Intensity)

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法线矩阵（逆转置）

1. 需要把法向量也转换为世界空间坐标，法向量只是一个方向向量（矢量），不能表达空间中的特定位置，属于vec3，并没有w分量，所以位移不应该影响。
2. 简单mat3(*modle)矩阵后，旋转影响法线方向，缩放影响法线大小 || 方向（不等比时）
3. 原理：mat3*vec3，vec3同时*某个标量，方向一致，*不相等的标量，方向改变
4. 根据矩阵相乘的规则：A*B,需要A的列数 == B的行数，因为向量B只有3个分量，因此要*3.3的模型矩阵
5. 法线矩阵(Normal Matrix)：模型矩阵左上角3x3部分的逆矩阵的转置矩阵，
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7. 为什么用法线矩阵？缩放是均匀的，法线的方向将保持不变，长度会受影响，但很容易通过单位化修复，当不等比缩放，法线将不再垂直于平面，法线矩阵移除对法向量错误缩放的影响
8. 法向量：inverse逆矩阵（经过 model 变换后的信息，映射回原始的、未变换的空间），transpose（）转置（确保矩阵与向量乘法的结果是一个列向量），mat3强制转换为3×3矩阵
9. 理解逆矩阵：modle * 原始vec = 新vec。现在变回原始vec，= 新vec / modle，但是矩阵没有除法，所以 * 1/modle，也就是逆矩阵