基于Qt的OpenGL可編程管線學習（8）- 探照燈

關于探照燈的效果如下圖所示：

探照燈需要傳入光源的位置，光源的方向以及夾角的大小（夾角為光源覆蓋的夾角的一半）

計算思路：

用光源到點的距離與光源的方向的單位向量做點乘，得到夾角的cos,用計算的夾角cos與

傳入的角度的cos做比較，確定光線照射的范圍。邊緣不部分計算的cos做基底，然后給定一個冪，

就可以做到漸變的效果；探照燈的計算時也要算上衰減

Shader中的相關代碼如下：

vec3 light = M_LightPos.xyz;
float distanceLight = 0.0;      // 距離光源的距離
float attenuation = 1.0;         // 衰減系數

// 衰減因子
float constantFactor = 0.9;           // 常亮衰減常數
float linerFactor = 0.0;                 //  線性衰減系數
float expFactor = 0.0;                  //  平方衰減系數
// 點光源
if (M_LightPos.w != 0.0)
{
    light = M_LightPos.xyz - M_WordPos;
    distanceLight = length(light);
    attenuation = 1.0 / (constantFactor + linerFactor * distanceLight + expFactor * distanceLight * distanceLight);
}
vec3 LightNormal = normalize(light);       // 指向光源的單位向量
vec3 NormalNormal = normalize(M_normal);      //  法線的單位向量

light = M_LightPos.xyz - M_WordPos;
vec3 spotLightPointDirection = normalize(-light);
vec3 spotLightDirection = normalize(M_SpotLightDirection.xyz);
float spotDegreeCos = dot(spotLightPointDirection, spotLightDirection);
float spotCutoffCos = cos(M_SpotLightCutoff * 3.14 / 180.0);
float diffuseIntensity = 0.0;
if (M_SpotLightDirection.w > 0 && M_SpotLightCutoff > 0)
{
    if (spotDegreeCos > spotCutoffCos)
    {
        diffuseIntensity = pow(max(0.0, spotDegreeCos), M_SpotLightDirection.w) * 2;
    }
}
else
{
    diffuseIntensity = max(0.0, dot(NormalNormal, LightNormal));
}
vec4 diffuseColor = M_DiffuseLightColor * M_DiffuseMaterial * 
                    diffuseIntensity * attenuation;

CPU中的設置

// 光源位置
float nLightPos[4] = {0.0f, 0.0f, -2.0f, 1.0f};
OpenGLCore->glUniform4fv(m_LightPos, 1, nLightPos);
// 探照燈方向及角度
float nSpotLightDirection[4] = {0.0f, 0.0f, -1.0f, 128.0f};
OpenGLCore->glUniform4fv(m_SpotLightDirection, 1, nSpotLightDirection);
float nSpotLightDegree = 30.0f;
OpenGLCore->glUniform1f(m_SpotLightCutoff, nSpotLightDegree);