VTK灯光：
灯光介绍：
在生活中，我们能看见东西是因为有光照，光照分为很多类型，不同的光照会导致我们看见事物（看见的影像）也不同。同样的，光照是3D渲染中必备的因数之一（相机、事物也是）。
VTK中的灯光与现实的灯光类似，在生活中，光源形式千变万化，例如太阳光，可以看成是一个平行光源，手电筒可以看成聚光（锥形光），普通灯泡可以看成点光源。在vtk中，光源为vtkLight，常用的有位置光源和方向光源：
（1）位置光源：位置光源是处于某个位置的光源，可以指定其空间坐标、光照颜色、光照衰减值、锥形角等。
（2）方向光源：方向光源不需要指定光源位置，光源处于无穷远，类似与太阳光（平行光）
vtkLight默认为方向光照（平行光），光源的位置和照射焦点连线即为光照方向
示例：
class vtkMyCallback : public vtkCommand
{
public:
static vtkMyCallback *New()
{
return new vtkMyCallback;
}
virtual void Execute(vtkObject *caller, unsigned long, void*) // 强制实现的方法
{
vtkRenderer *ren = reinterpret_cast<vtkRenderer*>(caller);
cout << ren->GetActiveCamera()->GetPosition()[0] << " "
<< ren->GetActiveCamera()->GetPosition()[1] << " "
<< ren->GetActiveCamera()->GetPosition()[2] << "\n";
}
};
int main()
{
vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> m_pRenderWin = vtkRenderWindow::New();
vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> m_pInteractor = vtkRenderWindowInteractor::New();
vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera> m_pInteractorStyle = vtkInteractorStyleTrackballCamera::New();
vtkSmartPointer<vtkActor> m_actor = vtkActor::New();
vtkSmartPointer<vtkRenderer> m_render = vtkRenderer::New();
vtkSmartPointer<vtkCylinderSource> m_cylinderSrc = vtkCylinderSource::New();
vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> m_cylinderMap = vtkPolyDataMapper::New();
vtkSmartPointer<vtkTransform> m_trans = vtkTransform::New();
vtkSmartPointer<vtkCamera> m_pCamera = vtkCamera::New();
vtkSmartPointer<vtkLight> m_lightRed = vtkLight::New();
vtkSmartPointer<vtkLight> m_lightGreen = vtkLight::New();
vtkSmartPointer<vtkLight> m_lightBlue = vtkLight::New();
m_cylinderSrc->SetHeight(10);
m_cylinderSrc->SetRadius(5);
m_cylinderSrc->SetResolution(36); // 精度
m_cylinderMap->SetInputConnection(m_cylinderSrc->GetOutputPort());
//m_trans->Translate(0, 0, 0);
m_trans->RotateX(45); // 沿x轴正方向顺时针旋转
m_actor->SetMapper(m_cylinderMap);
m_actor->SetUserTransform(m_trans);
m_actor->GetProperty()->SetDiffuse(0.6); // 漫反射
m_actor->GetProperty()->SetSpecular(0.3); // 镜面反射
m_actor->GetProperty()->SetSpecularPower(20);
// m_actor->VisibilityOff(); // 隐藏模型
m_render->AddActor(m_actor);
m_pCamera->SetPosition(0, 0, 50);
m_pCamera->SetFocalPoint(0, 0, 0);
m_render->SetActiveCamera(m_pCamera);
m_render->SetViewport(0.0, 0.0, 1.0, 1.0);
vtkMyCallback* mol = vtkMyCallback::New();
m_render->AddObserver(vtkCommand::StartEvent, mol); // 为渲染器添加观察器（回调函数）
mol->Delete();
m_lightRed->SetColor(1.0, 0.0, 0.0);
m_lightRed->SetPosition(20, 0, 0);
m_lightRed->SetFocalPoint(m_pCamera->GetFocalPoint()); // 光线照向相机聚焦点
m_lightGreen->SetColor(0.0, 1.0, 0.0);
m_lightGreen->SetPosition(0, 20, 0);
m_lightGreen->SetFocalPoint(m_pCamera->GetFocalPoint()); // 光线照向相机聚焦点
m_lightBlue->SetColor(0.0, 0.0, 1.0);
m_lightBlue->SetPosition(0, 0, 20);
m_lightBlue->SetFocalPoint(m_pCamera->GetFocalPoint()); // 光线照向相机聚焦点
m_render->AddLight(m_lightRed);
m_render->AddLight(m_lightGreen);
m_render->AddLight(m_lightBlue);
m_render->SetBackground(0.5, 0.3, 0.2);
m_render->SetGradientBackground(true); // 背景色渐变
m_pRenderWin->AddRenderer(m_render);
m_pRenderWin->SetSize(800, 600);
m_pRenderWin->Render();
m_pInteractor->SetInteractorStyle(m_pInteractorStyle);
m_pInteractor->SetRenderWindow(m_pRenderWin);
m_pRenderWin->Render();
m_pInteractor->Start();
return 0;
}上面，设置了三个灯光，分别位于世界坐标xyz轴上20的位置，x轴上为红色灯，y轴上为绿色灯，z轴上为蓝色灯，灯光方向均照向原点处（相机焦点）。上面，我们将模型旋转了45度，因此，顶面既可以接收到y轴的绿光，还可以接收到z轴的蓝光，以下为效果图：
从这个效果图，以及render回调函数打印的相机位置，我们都可以很直观的看出vtk的坐标系系统是怎样的，为右手坐标系，默认情况下，屏幕右边为X正方向，屏幕上面为Y轴正方向，出屏幕方向（垂直屏幕向外）为Z正方向。
vtk光照详解：
vtkLight是vtk中用于3D渲染的虚拟灯，它提供了设定光源位置、光源颜色、光源亮度、光源属性以及打开关闭光源的方法：
（1）SetColor：设置灯光颜色，以0~1之间的小数指定RGB强度。
（2）SetPosition：设置灯光位置。
（3）SetFocalPoint：设置灯光焦点。
（4）SetIntensity：设置光照强度（0~1）。
（5）SetSwitch、SwitchOn、SwitchOff：打开/关闭光照。
同样，Set方法一般都会有对应的Get方法，例如：GetPosition可以获取灯光位置，GetSwitch可以获取灯光是否打开，GetFocalPoint可以获取灯光焦点。
实际上，我们在vtkLight中，找不到GetSet这些方法，实际上，vtk里面做了宏定义，如下：
vtkSetMacro(Switch,int);
vtkGetMacro(Switch,int);
在里面，就定义了对应的Get和Set方法。这样做为了代码的整洁与统一，更有益于团队开发。
vtkLight其他方法：一般Set方法都会有对应的Get方法
（1）SetAmbientColor：设置环境光照颜色。
（2）SetDiffuseColor：设置漫反射光颜色。
（3）SetSpecularColor：设置镜面反射光颜色。
（4）SetColor：设置上面三种光照为同一种颜色。
（5）SetPositional：设置是否为位置照明（位置光），此外有对应的On和Off版本。
（6）SetExponent：设置位置照明中使用的余弦参数。
（7）SetConeAngle：设置光源锥度（单位为度°）。
（8）SetAttenuationValues：设置光源二次衰减常数。
（9）SetTransformMatrix：设置光源的变换矩阵。
（10）GetTransformPosition：获取灯光世界空间坐标（由变换矩阵得来）。
（11）GetTransformFocalPoint：获取灯光焦点（有变换矩阵得来）。
（12）SetDirectionAngle：根据高程和方位角设置灯光位置和焦点。
（13）DeepCopy：深层复制相机。
（14）SetLightType：设置灯光类型。
（15）SetLightTypeToHeadlight：设置灯光类型为前照灯（始终位于相机处，指向相机焦点）。
（16）SetLightTypeToSceneLight：设置灯光类型为世界坐标灯光。
（17）SetLightToCameraLight：设置灯光类型为相机灯（并不一定位于相机处）
（18）SetShadowAttenuation：设置阴影强度，光被阻挡的强度（0~1），1为完全阻挡
例如，在上面程序的灯光设置中，加入以下代码：
m_lightRed->SetPositional(1);
m_lightGreen->SetPositional(1);
m_lightBlue->SetPositional(1);
// m_lightRed->SetExponent(0.5);
// m_lightGreen->SetExponent(0.5);
// m_lightBlue->SetExponent(0.5);
m_lightRed->SetConeAngle(15);
m_lightGreen->SetConeAngle(15);
m_lightBlue->SetConeAngle(15);
m_lightRed->SetShadowAttenuation(0.5);
m_lightGreen->SetShadowAttenuation(0.5);
m_lightBlue->SetShadowAttenuation(0.5);其对应的效果如下图：
对于其他的，例如相机坐标转换，转换矩阵等，可以在使用的时候再做具体测试。
vtk中，相机也不只有vtkLight，还有vtkLightActor、vtkLightCollection等。