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我使用头发粒子系统使用 Blender 2.66 创建了一个发型。这看起来像这样：

在此处输入图像描述

如您所见，亮度已应用于线条片段。转换后，我已将发型网格导出为 OBJ 文件格式。我在我的程序中解析了它，渲染看起来像这样：

在此处输入图像描述

粒子已绘制为 GL_LINES（在我的 OBJ 文件中，每个面有 2 个顶点）。

在另一个测试程序中，我想用一个简单的线段来测试亮度。这是我的顶点缓冲区：

static GLfloat vertices[6] =
{
    0.000000f, 0.000000f, -2.000000f,
    0.000000f, 0.000000f, 2.000000f
};

static GLfloat normals[6] =
{
    0.000000f, 1.000000f, 0.000000f,
    0.000000f, 1.000000f, 0.000000f
};

static GLfloat colors[6] =
{
    0.000000f, 0.000000f, 1.000000f,
    0.000000f, 0.000000f, 1.000000f
};

结果（线在原点垂直于X轴旋转->我调用glLineWidth（5.0f）以获得更好的可见结果）：

在此处输入图像描述

通过实时动画，我可以看到亮度是正确的，但只是在线条的特定“一侧”。这是正常的，因为一条线段应该有无限的法线，而我只有两条法线（每个顶点一个）。我想确切地说这两个法线是方程平面的法线 Y = 0 -> n(0.0, 1.0, 0.0)。所以我想知道是否可以为每个顶点添加多个法线？我相信 OpengL 做不到。但也许另一种方式是可能的。这是一张图，解释了我想做什么来计算线段每个部分的正确亮度：

在此处输入图像描述

就像您在第一张图片上看到的那样，Blender 可以在线段上实时计算亮度。此外，这张图片上存在 OpenGL 渲染。所以我确信这是可能的。我尝试重复相同的线段坐标两次，但对于第二行，我应用了相反的法线 n2(0.0, -1.0, 0.0) 但它不起作用。“另一面”是“黑暗的”。两个多边形也是一样的。目前，我使用 GLSL 着色器。我认为使用几何着色器或镶嵌着色器等特殊着色器是可能的。也许需要 CUDA 语言。但我不确定。

有人可以帮助我吗？

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这是一个复杂的话题。您应该首先阅读Marschner 2003 年关于头发照明的论文。一旦您感到困惑，请查看nvidia对此模型的解释（第 23.3 节，头发着色），其中包括漂亮的图表和着色器代码。

希望这可以帮助！

于 2013-04-10T21:19:19.393 回答
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ananthonline 已经为您提供了一些参考资料，但对于简单的线束照明模型而言，这些参考资料完全是多余的。

如果您的要求不那么先进，您可以将 Phong 照明模型应用于股线。您可能会问“等等，股线没有法线，但您需要 Phong 的法线？” 嗯，是的，也不是。一条线段有无数条法线，也称为平面。或者换句话说，线股本身是平面的法线。

phong 模型从朗伯散射模型的假设开始，即入射角越“垂直”，它变得越亮。描述这个的数学是

I(phi) = I_max * cos( phi )

或者，通过用向量替换 phi 并且cos( angle(↑a,↑b) ) = ↑a · ↑b在哪里||↑a|| = ||↑b|| = 1

I(↑a, ↑b) = I_max * ↑a · ↑b

现在让↑c · ↑b = 0，在哪里||↑c|| = 1，然后↑a · ↑b = 1 - ↑a · ↑c。但是↑c · ↑b = 0是正常的定义。↑b这意味着对于光源方向和方向的线段，↑c您可以将强度写为

I(↑b, ↑c) = I_max * (1 - ↑b · ↑c)

这就是线条的 Phong 照明模型。碰巧这也正是 Blender 所做的。

更新：镜面反射

您只需要眼睛位置来计算镜面反射。您也可以这样做，假设线束的法线是垂直于线束的光方向矢量。再次让↑b线段↑c的方向和朝向光的方向。↑n然后应用 Gram-Schmidt 正交归一化方法，您可以通过以下方式得出原位法线

↑n = normalize(↑c - ↑b·↑c)

使用它，您可以构建通常的一组

- vertex position
- vertex "normal"
- light direction
- light half direction

在一个线链顶点着色器中并将其传递给一个常规的 Phong 片段着色器并像往常一样进行数学运算。

于 2013-04-10T22:42:11.090 回答