opengl - 为什么我的漫反射/镜面照明不起作用？

Question

我有一个 OpenGL 程序在运行，它显示几何图形，但它都是“平面的”，一种灰色调，没有漫反射阴影或镜面反射:

图中是三个圆环，每个都由四边形条制成。我们应该看到阴影，但我们没有。我做错了什么？

这是我设置顶点和法线的代码(调用draw_torus() 来构建显示列表):

/* WrapTorus, adapted from
    http://www.math.ucsd.edu/~sbuss/MathCG/OpenGLsoft/WrapTorus/WrapTorus.html
    by Sam Buss */

/*
 * Issue vertex command for segment number j of wrap number i.
 * Normal added by Lars Huttar.
 * slices1 = numWraps; slices2 = numPerWrap.
 */
void putVert(float i, float j, float slices1, float slices2, float majR, float minR) {
    float wrapFrac = j / slices2;
    /* phi is rotation about the circle of revolution */
    float phi = PI2 * wrapFrac;
    /* theta is rotation about the origin, in the xz plane. */
    float theta = PI2 * (i + wrapFrac) / slices1;
    float y = minR * (float)sin(phi);
    float r = majR + minR * (float)cos(phi);
    float x = (float)sin(theta) * r;
    float z = (float)cos(theta) * r;
    /* normal vector points to (x,y,z) from: */
    float xb = (float)sin(theta) * majR;
    float zb = (float)cos(theta) * majR;
    glNormal3f(x - xb, y, z - zb);
    glVertex3f(x, y, z);
}

static void draw_torus(int numPerWrap, int numWraps, float majR, float minR) {
    int i, j;
    glBegin( GL_QUAD_STRIP );
    for (i=0; i < numWraps; i++ ) {
        for (j=0; j < numPerWrap; j++) {
            putVert((float)i, (float)j, (float)numWraps, (float)numPerWrap, majR, minR);
            putVert((float)(i + 1), (float)j, (float)numWraps, (float)numPerWrap, majR, minR);
        }
    }
    putVert(0.0, 0.0, (float)numWraps, (float)numPerWrap, majR, minR);
    putVert(1.0, 0.0, (float)numWraps, (float)numPerWrap, majR, minR);
    glEnd();
}

顶点的顺序有问题吗？

这是构建显示列表的 init 函数的一部分:

GLfloat white[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
    GLfloat color[4] = { 0.5, 0.6, 0.7, 1.0 };
    ...

glShadeModel(GL_SMOOTH);

torusDL = glGenLists (1);
glNewList(torusDL, GL_COMPILE);
setMaterial(color, white, 100);
draw_torus(8, 45, 1.0, 0.05);
glEndList();

setMaterial() 的作用是:

static void setMaterial(const GLfloat color[3], const GLfloat hlite[3], int shininess) {
    glColor3fv(color);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, hlite);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, color);
    glMateriali(GL_FRONT, GL_SHININESS, shininess); /* [0,128] */
}

这是在初始化期间也完成的照明:

  GLfloat pos[4] = {0.4, 0.2, 0.4, 0.0};
  GLfloat amb[4] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0};
  GLfloat dif[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
  GLfloat spc[4] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
  GLfloat color[4] = {0.20, 0.20, 0.20, 1.00};
  GLfloat spec[4]  = {0.30, 0.30, 0.30, 1.00};
  GLfloat shiny    = 8.0;

  glEnable(GL_LIGHTING);
  glEnable(GL_LIGHT0);
  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  glEnable(GL_CULL_FACE);

  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, pos);
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT,  amb);
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE,  dif);
  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, spc);

  glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, color);
  glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR,            spec);
  glMaterialf  (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SHININESS,           shiny);

这里是调用显示列表的地方，在 draw 函数中:

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

glPushMatrix();
glLoadIdentity();       

glScalef(3.5, 3.5, 3.5);

for (i = 0; i < ac->nrings; i++) {
    glScalef(0.8, 0.8, 0.8);
    glRotatef(...);
    glCallList(torusDL);
}

glFlush();
glPopMatrix();
glXSwapBuffers(dpy, window);

这个“glx hack”的完整.c 源文件是here .如果它有所作为，此代码位于 xscreensaver 的上下文中.

Answer 1

如您所见，glEnable(GL_NORMALIZE) 规范化用于照明计算的转换后的法线向量(在固定功能管道中) .这些计算依赖于单位长度法线以获得正确的结果。

值得指出的是，应用于法线向量的变换与应用于顶点几何的变换不同。 OpenGL 2.1 规范描述了这种转换，许多 other 也是如此。资源。作为向量，法线具有齐次表示:[nx, ny, nz, 0] - “无穷大”处的一个点，以及在数学上统一矩阵和 4 向量运算的优雅方式GL 管道。

当然，您可以自己执行此归一化，这样做可能更有效，因为您的环面几何体只为预编译的显示列表生成一次:

nx = x - b, ny = y, nz = z - zb;
nl = 1.0f / sqrtf(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
glNormal3f(nx * nl, ny * nl, nz * nl);

如果可能，请务必检查 (nl) 是否被零除(或某个 epsilon)。