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3D 程序设计 Ogre 材质1 转 阅读：0评论：0作者：ganshuai发表于2010-04-04 14：05原文链接 材质(material)，材质是一个很基本的术语，表示你的物体对光的反射方式。但是对它的实现并不像其解释这样简单，我们会用这一章节进行详细地介绍Ogre中相关的技术。 我们刚才提及过，材质定义了物体对光线反射的处理方法。这里暗示了材质的表现与光源的类型相关：聚光(Spotlights)、点光源(point lights)以及有向光(directional lights)对材质的表现有着完全不同的影响。简单来讲，它们都是对物理世界真实光源类型的模拟，所以材质对它们的反射也遵守着其在物理世界中的规则。 注意：虽然在Ogre里面，材质定义了物体如何反射光线的方法，但实际上并没有真的把光反射到附近的物体上。换句话说，场景中物体的辐射和反射属性并没有给场景增加任何光照。这是因为Ogre(以及目前绝大多数的即时渲染算法中)使用了局部辐射的算法来处理光照效果。 为了帮助大家更好的理解局部辐射，在这里讲解一下与其相对的全局辐射算法的概念。所谓全局辐射光照模型，指的是通过光线跟踪等技术，计算场景中所有包括反射、辐射等所有光线的照明结果的算法模型。虽然全局光照模型可以产生和真实照片媲美的渲染结果，但因为其算法相对比较消耗时间，所以目前仍然无法应用于即时渲染领域(即时运算的3D应用程序，至少要每秒产生30帧画面)。所以全局光照模型现在只活跃于用来产生照片质量动画的离线渲染工具中，比如Pixars RenderMan()，Mental ray(，包括3D Studio Max等商业软件所使用的工具)，POV-Ray(，一个开源的光线跟踪渲染工具)以及Aqsis(一个免费开源的符合RenderMan标准的离线渲染器)中。 材质的101[1]报告 Ogre是一个硬件加速的事实3D渲染引擎。换句话说，它尽可能的使用硬件(GPU)来处理更多的渲染过程。而对于硬件来说，不论多么复杂的材质，最终渲染到屏幕的结果只有一个类型，那就是颜色。而Ogre作为一个典型的渲染引擎，把物体上的颜色分解成四种不同的光照作用：环境反射(Ambient)、漫反射(Diffuse)、放射(Emissive)以及镜面反射(Specular)。 物体着色的基础 在前一个章节中，我们介绍了Ogre中光源的类型。而在Ogre所采用的局部辐射度模型的着色算法中，对物体颜色产生影响的除了光源本身的属性之外，还有观察的角度以及物体本身的颜色(在实际处理中等同于的是摄像机的角度和物体所用材质属性)。 下面列举了所有四种影响最终颜色的材质属性，以及它们的含义。 ·环境反射：近似的模拟了场景中的全局辐射；也就是用来近似模拟所有光在场景中不断散射的结果。材质中有相应的属性来代表这种环境反射颜色。 ·漫反射：这种颜色是接收到直接从光源发射的光之后产生的，漫反射这个词来源于现实世界，描述光被物体反射到各个方向的效果(换句话说就是散射)。 ·放射：指的是自发光物体所拥有的颜色。这里有一个有趣的话题，因为在局部辐射光照模型中，放射光只能照亮自己却不能对周围任何物体产生影响，有时候这种效果却可以让人觉得极其虚幻(设想一下，在你的房间里有一个灼热的物体，却不会照亮周围任何东西，你就会了解这种感觉了)。 ·镜面反射：描述了物体对被光照后的高光效果。设想一下假如你有一个红色皮球，而且擦得光亮。现在把它放在一个高瓦度的灯泡下面，你就会在上面看到一个被称为镜面高光的亮斑。这是因为光线被光滑的表面直接反射到你的眼睛中的缘故。 在这里镜面反射的高光的颜色是可以被用户定义的。这是因为在现实世界中，和环境光、漫反射以及辐射光不同，镜面反射高光的颜色除了材质自身和光的颜色之外也受到周围其他的一些因素的影响。所以这里允许通过手动调整，使用较低的代价来达到对真实世界的简单模拟。另外我们也可以手动调整镜面高光的反射能量，简单的说就是可以用参数来控制红色皮球上光斑的大小，同时调节物体发亮的程度：能量大的时候，光斑变得又小又亮。 图6-1：在3D Studio Max中对反射高光的设置对话框以及相应的材质结果 图6-1展示了在3D Studio Max软件中材质编辑中的镜面高光的属性调整对话框，同时也有调整之后的渲染结果。其中高光级别参数等同于Ogre中specular power(镜面能量)的概念。而另外的光泽度等同于Ogre中shininess specular(镜面亮度)参数。镜面能量决定能反射回来光的总量(表现为曲线的高度)，另外的镜面亮度定义了高光如何被展开(越高的数值曲线越光滑)。图6-1(a)描述了一个胶皮球被一个光源照亮之后镜面高光的效果。图6-1(b)拥有一样镜面能量，但是调整镜面亮度到一个小一点的值，最