最简单照明模型中的光向及其转换

Question

因此，在OpenGL学习任务中，我已经接触到基本的照明。

想象一下这个最简单的照明模型。每个顶点都有一个位置，颜色和法线。着色器将获得计算为（MV ^-1）^T的 ModelViewProjection 矩阵（MVP），Modelview矩阵（MV）和Normal矩阵（N），以及统一的LightColor和LightDirection。顶点着色器执行光照计算-片段着色器仅输出插值的颜色。

现在，在有关该主题的每个教程中，我都发现有两件事使我感到困惑。首先，已经假定LightDirection位于眼睛坐标中。其次，输出颜色计算为

max(0, dot(LightDirection, N * normal))*LightColor*Color;

我希望首先应该对LightDirection求逆，即我认为正确的公式是

max(0, dot(-LightDirection, N * normal))*LightColor*Color;

似乎假设LightDirection实际上是实际光流矢量的逆向。

问题1：是否已建立某种惯例，即假设此模型中的LightDirection是无限远光源的矢量，而不是光方向的矢量，或者这不是主要问题，并且发生在我碰到的教程是如此假设吗？

Q2：如果LightDirection在世界坐标中而不是在眼睛坐标中，是否应使用法线矩阵或模型视图矩阵将其转换为眼睛坐标？

感谢您澄清这些事情！

Answer 1

Q1：这是某种既定的约定，即该模型中的 LightDirection 被假定为无限远光源的矢量而不是光方向的矢量，或者这不是一个主要问题，而且碰巧在我遇到的教程是这么假设的？

在固定函数 OpenGL 中，当提供光源位置时，第四个参数确定光源是定向的还是位置的。在定向光的情况下，提供的矢量指向（无限远的）光源。

如果是位置光源，则每个顶点的 LightDirection 计算如下LightDirection = LightPosition - VertexPosition- 为了简单起见，此计算是在眼睛坐标中完成的。

Q2：如果LightDirection是世界坐标而不是眼睛坐标，是否应该用法线矩阵或模型视图矩阵转换为眼睛坐标？

glLighti在固定函数 OpenGL 中，通过调用时的当前模型视图矩阵来转换提供的灯光位置。如果光线是定位的，它会被通常的模型视图矩阵转换。如果是定向光，则使用法线矩阵。