babylon灯光 概述

令狐冲

babylon灯光 概述

现实世界的光源概述：

世界路过没有光，那么将是一片漆黑。试想一下一位美女，穿着非常漂亮的红色连衣裙站在你的面前，如果是白天，那么，你能清晰的看到她的红色的魅影，这是因为有光。如果伸手不见五指的夜晚，你可能只能看到一片漆黑，她的衣服再漂亮，对你来说，也是一片黑色，因为没有光。

现实世界中的物体被光线照射时，会吸收一部分光，反射一部分光。

当反射的光进入人的眼睛中时，人们便可以看到物体，并识别出它的颜色。

比如，蓝色的星空顶会反射蓝色的光，当蓝色的光进入人的眼睛中时，人们才能看到蓝色的星空顶。

光会对物体产生以下影响：

· 影响物体表面不同位置的明暗程度

· 影响物体的颜色

· 影响物体的投影

物体的明暗差异，可以让我们感觉这个物体是立体的。

比如下图中，左侧的立方体没有明暗差异，给人的感觉就是一个平面；右侧的立方体具有明暗差异，给人的感觉是立体的。

以前，我在学素描的时候，老师就在反复的强调“三大面”、“五调子”。

三大面、五调子就是在描述光对物体的明暗影响，这两个概念可以让我们画出的东西更有体感。

· 三大面：黑、白、灰三个面，描述的就是物体的明暗差异。

· 五调子：高光、中间调、明暗交界线、反光和投影。

物体的颜色会受光色的影响，这个我们之后会详说。

物体的影子就是光源看不见的地方，我们之后会通过算法来计算。

接下来，我们再认识一下光源。

2-光源

光源，就是光的源头。

基于光源发出的光线的方向，我们可以将光源分成两种：

· 平行光（directional light）：光线相互平行，射向同一方向。比如从窗外摄入房间的阳光就是平行的。
注：虽让太阳的光也是向四周发射的，但太阳相对于房间而言太大，光线夹角可以忽略不计，所以就认为从窗外射入室内的阳光是平行的。

· 点光源（point light）：光线从一点向周围放射。比如房间里的的灯泡就是点光源。

若对光源的照射范围做限制，还可以衍生出一些更加具体的光源，比如筒灯、聚光灯等。

现实世界中还有一种间接光源，叫环境光（ambient light），它是经过物体反射后的光。

当光源射出的光线打到物体上时，物体反射的光便是我们识别物体的关键。

接下来，我们再认识一下物体反射的光。

3-反射光

反射光：当光源射出的光线打到物体上时，物体反射的光。

物体的反射光是有方向和颜色的，其方向和颜色会受入射光和物体表面的影响。

物体常见的的反射光：

· 漫反射( diffuse reflection)： 物体在接收到直接光源的入射光后，会将光线均匀的反射向四面八方，如下图：

· 镜面反射(specular reflection)： 物体在接收到直接光源的入射光后，会将光线以与物体表面的法线对称的方向反射出去。

物体表面越光滑，镜面反射就越明显。

· 环境反射（enviroment ambient reflection）：物体对环境光的反射。

三维数字世界的光源

3D世界中也是一样的，必须要有光。下面这幅图就是一个漂亮的球体与多个光源的效果：

图中的小点是我们绘制的光源，实际Babylon.js中光源是看不到的。

光源的几种类型

在现实生活中我们会常见一些光源，同样，数字世界的光源也是模拟现实世界的光源，这些光源和现实世界中的光源属性相近，本章大家将学习4种Babylon.js中的光源（灯光）：

l 点光源（BABYLON.PointLight）

l 方向光（BABYLON.DirectionalLight）

l 聚光灯（BABYLON.SpotLight）

l 球形光（BABYLON.HemisphericLight）

接下来会逐个讲解