在理解opengl中的光照之前，先理解一下顏色。在我們現實生活中，我們看到的物體顏色，是物體反射的顏色，即沒有被物體吸收掉的部分。opengl利用這個，在系統中模擬的顏色，就是定義乙個表示物件的顏色向量a，再頂乙個乙個表示光源的顏色向量b，然後在片段著色器中將兩個向量相乘得到表示物體的顏色。因此大致可以理解為，opengl中最終要渲染出的顏色，其實是表示物件的顏色乘以某個影響係數，得出來的。
因為現實生活中的光照非常的複雜，早期計算裝置條件不足的情況下不能做很複雜的計算，得出的光照效果比較粗糙。近年來隨著計算裝置能力的提公升，開始出現光照追蹤技術，盡可能的模擬出現實生活中的光照效果。
opengl中採用的光照模型，叫做馮氏光照模型（phong lighting model），由三個分量組成：環境光（ambient），漫散射光（diffuse），鏡面反射光（specular），三個分量在opengl中分別使用乙個vec3向量表示，vec3三個分量x，y，z分別表示r，g，b。單獨乙個分量對最終渲染的影響，就是用表示分量顏色的向量去乘以物件顏色的向量，得到的結果就是opengl系統模擬的物件在受光照影響下的效果。而馮氏光照模型，就是將三個分量的效果組合起來，得到最終的影響效果。三種模式效果如下：
環境光（ambient）
在現實生活中光照的**有很多，如別的物體反射過來的，因此可能在我們並沒有直接看到光源的情況下，我們也能看到眼前的某些物體（即這些物體有反射光線過來）。馮氏光照模型中的環境光分量就是用來模擬這種效果，我們在這裡簡單的模擬，即在光源顏色的基礎上乘以乙個常量係數，得到的就是環境光顏色，再將這個顏色乘以物件顏色，得到模擬出來的效果，在這裡假定這個常量為0.1，調整片元著色器**：
void得到的效果如下：main()
通過調整常量的值，我們可以模擬出在不同的光照強度下，物件的不同表現。
漫散射光（diffuse）
在現實生活中，以燈泡為光源，我們拿乙個物體放到離燈泡不同的位置，物體表現出來的顏色效果會有不同，如果離的近、與燈泡垂直了，那麼物體表面就會更亮，如果離的遠那麼就會相對暗點。馮氏光照模型中的漫散射光分量模擬的就是這種效果，以下圖為例：
我們提到的與燈泡垂直，離燈泡遠，其實可以理解為上圖中θ角度的變化，θ角度越小，即接近於垂直，那麼此時物體表現的就會越亮，反之則暗，參考上文中提到的環境光係數的影響，在這裡我們也可以模擬乙個係數，來達到效果。從數學角度出發，兩個單位向量的點乘，結果等於兩個單位向量的模乘以兩個向量夾角的余弦值，0-90度範圍內，夾角越小，值越大。因此在這裡我們可以根據這個特性，來模擬漫散射效果。
根據光源位置，頂點座標，我們可以得到表示光源方向的環境向量，然後我們再引入法線向量這個概念（垂直於表面的向量），用兩個向量相乘得到的值，乘以光源的顏色就可以得到模擬漫反射的光源顏色，再將這個顏色乘以物件的顏色，就可以模擬出漫反射影響下的物件表現效果。
兩個向量相減，可以得到乙個表示方向的向量，在這裡我們是用頂點的位置減去光源的位置，得到乙個從頂點位置指向光源的單位向量，而法線向量我們可以根據物件的形狀直接得到，調整片元著色器**：
void因為我們提到了是用單位向量進行計算，所以保險起見對於我們要使用到的向量，都呼叫normalize處理一下。最終得到的效果：main()
光源的位置，是白色矩形的位置，從上圖就可以看到與光源夾角越小的就更亮，否則就更暗。
鏡面反射光（specular）
在現實生活中，我們也有這樣的體會，我們從不同的角度去觀察物體，看到的效果也會不一樣。在馮氏光照模型中，使用鏡面反射光來模擬這個效果，如下圖所示：
在這裡使用到的是光源向量基於法線對稱後，與表示視線方向向量的夾角，來模擬鏡面反射的效果，用兩個向量點乘後得到的值，再乘以光源顏色，得到表示鏡面反射光分量的顏色向量，再去乘以物件的顏色，得到模擬出來的效果。調整後的片元著色器**：
void我們使用glsl內建的reflect函式計算反射後的光源方向，然後計算與視線方向單位向量的夾角值，最後我們取這個值的32次方值，取的次方值越高，在表現上就越像聚焦的效果，如下圖：main()
最終我們將三個分量的值相加，再去乘以物件的顏色，就得到了馮氏光照模型下模擬出來的效果。
材質（material）、lighting map，投光物（light caster）
現實生活中，光照的效果非常複雜，比如一組物體，離光源的遠近，會影響物體的亮度；木頭和鐵塊表現出來的效果不同；以聚光燈為光源照射一組物體，中心區域的物體表現的會亮一點，周圍區域的會表現的暗一點。我們上面提到的馮氏光照模型其實也可以模擬出這種效果，我們可以看到上面的片元著色器**中，環境光、漫散射光、鏡面反射光都有乘以乙個常量，如果我們動態的去調整這個常量，就可以得到不同的效果。
如，我們模擬乙個離光源遠近，物體表現不同的效果，我們可以乘以乙個衰減係數，這個衰減係數的計算有乙個公式：
\begin f_ = \frac \end
其中，分子部分為常量1，保證最終得到的系數值需要小於1，分母由三個部分組成，乙個常量項，乙個線性項，乙個二次項部分；d則表示距離光源的遠近，用來模擬下圖的系數值：
即隨著距離的增加，系數值變小，到一定距離之後這個系數值基本維持在乙個比較小的範圍。調整後的片元著色器**：
//得到的效果如下：attenuation
float distance = length(u_light.position -ofragpos);
float attenuation = 1.0 / (u_light.constant + u_light.linear * distance + u_light.quadratic * (distance *distance));
//ambient
vec3 ambient = u_light.ambient *vec3(texture(u_material.diffuse, otexcoords));
ambient *=attenuation;
//diffuse
vec3 norm =normalize(onormal);
vec3 lightdir = normalize(u_light.position -ofragpos);
float diff = max(dot(norm, lightdir), 0.0f
); vec3 diffuse = u_light.diffuse * (diff *vec3(texture(u_material.diffuse, otexcoords)));
diffuse *=attenuation;
//specular
vec3 viewdir = normalize(u_viewpos -ofragpos);
vec3 reflectdir = reflect(-lightdir, norm);
float spec = pow(max(dot(viewdir, reflectdir), 0.0f
), u_material.shininess);
vec3 specular = u_light.specular * (spec *vec3(texture(u_material.specular, otexcoords)));
specular *=attenuation;
vec3 result = (ambient + diffuse +specular);
fragcolor = vec4(result, 1.0f);
以上就是簡單的理解一下opengl中的光照。學習的**上通過乙個章節來講解，主要就是圍繞對馮氏光照模型的三個分量，乘以不同的系數值，來達到模擬現實生活中不同的效果。
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