这是对learnopengl的简单笔记。原教程网址：learnopengl。原教程同时涉及图形学的基本理论与opengl API，本文更多关注API，而简化甚至省略了背后的图形学原理性内容。

phone着色简单地分成三部分：环境光、漫反射光、镜面反射高光。

一些定义#

三个单位方向向量：

光线方向：L = normalize(LightPos - FragPos);  
视线方向：V = normalize(ViewPos - FragPos);  
法向量：N ；  
光色：RGB向量；  
环境光色：Ka；(Ambient)  
漫反射光色：Kd; (diffuse)  
镜面反射光色：Ks; (specular)  
物体本来颜色：ObjectColor；  
颜色FragColor：RGB-标准化到0-1；  

Phone着色#

环境光：#

直接用环境光色 * 环境光强度.

La = Ka * ambient_coefficiency;  

漫反射光#

漫反射光只和法向和光线方向有关.

Ld = Kd * max(V · L, 0.0) * diffuse_coefficiency;  

镜面反射光#

和反射光线和视线方向的夹角有关.

reflect_L = refletc(-L, N);  
Ls = Ks * (max(refletc_L · V, 0.0) ^ specular_coefficiency);  
specular_coefficiency 和高光的大小有光，越大，光斑越小、越亮。  

总光照#

LightColor = La + Ld + Ls;  

最终颜色#

FragColor = ObjectColor * LightColor; //物体颜色*光照影响  

Phone着色的所有计算在片段着色器中在世界坐标系下完成

材质与光照#

注意上面的 ObjectColor, Ka Ks Kd，这些系数，这表示物体对于不同类型的光的接受与反射程度不同。就像绿色的物体漫反射绿色光一样。最后反射光照和物体本来的颜色共同作用，形成入眼的颜色。
可以定义材质结构：

struct Matrial{  
	vec3 Ka, Kd, Ks;  //意义见前面  
	vec3 ObjectColor; //本身的颜色  
	float ambient_coefficiency;  
	float diffuse_coefficiency;  
	float specular_coefficiency; //直接影响高光光斑  
};  

这在着色器中定义为uniform，设置就是

OurShader.setVec3("material_name.Ka",...);  
名称就像C语言中访问结构体成员变量一样。  

调整不同的材料值组合，可以造成不同的效果。

同样光照也可以有类似的结构定义光色、环境光色等（一般就这两个）。我觉得漫反射和镜面反射的色光影响更应该是物体的性质，所以应该封装在物体材质里。

光照贴图#

光照贴图和普通贴图一样，不过普通贴图贴出来的是物体本身颜色ObjectColor，而光照贴图贴出来的是物体在不同位置对光照的响应，相当于K_。
一般说的就是漫反射贴图，从漫反射贴图读 Kd 算漫反射光照，而环境光一般是全局统一，镜面反射光直接用光源光色。

vec3 Kd = texture(diffuse_map, TexCoord).rgb;  
vec3 Ld = Kd * max(L · N, 0.0) * diffuse_coeffieciency;  

Blinn-Phone 优化#

是对Phone算法的一些优化，也是简化，能避免以下效果：

Phone光照在镜面反射下面会有点问题（尤其在漫反射光照设置得比较暗），在反射光线与视线夹角为钝角的时候镜面反射直接没了，乍看这么算是合理的，但效果和我们的直觉不符合。

Blinn-Phone优化做的是不用镜面反射光线和视线的夹角计算，而用半程向量(halfway)：入射光线方向和视线方向的夹角的平分线与法向量计算镜面反射光照。

vec3 halfway = normalize(L + V);  
vec3 Ls = Ks * max(dot(halfway,N),0.0) ^ specular_coef_Blinn;  

注意Blinn下的镜面反射系数应该设置为Phone光照的4-8倍。

在早期算力不强的时候，Blinn-Phone也直接用一个确定的入射光线向量计算，即用平行光代替点光源。