OpenGL ES 光照（二）

散射光(Diffuse)：

从物体表面向全方位360度均匀反射的光，反射后的散射光在各个方向是均匀的，但反射光的反射强度与入射光的强度以及入射角度密切相关。垂直地照射到物体表面时比斜照时要亮。

散射光具体计算公式:

其中设光照入射角为α. 
散射光照射结果=材质的反射系数×散射光强度×max(cosα,0)

实际开发分两步计算

散射光最终强度=散射光强度×max(cosα,0)
散射光照射结果=材质的反射系数×散射光最终强度

入射角越大，反射强度越弱，当入射角的余弦值为负值时(即入射角大于90度)，反射强度为0。由于入射角是光向量与法向量的夹角，cosα= 规格化（光向量）·规格化（法向量）

顶点着色器

#version 300 es
uniform mat4 uMVPMatrix;                        //总变换矩阵
uniform mat4 uMMatrix;                          //变换矩阵(包括平移、旋转、缩放)
uniform vec3 uLightLocation;                        //光源位置
in vec3 aPosition;                          //顶点位置
in vec3 aNormal;                            //顶点法向量
out vec3 vPosition;                         //用于传递给片元着色器的顶点位置
out vec4 vDiffuse;                          //用于传递给片元着色器的散射光分量
void pointLight (                               //散射光光照计算的方法
  in vec3 normal,                               //法向量
  inout vec4 diffuse,                               //散射光计算结果
  in vec3 lightLocation,                            //光源位置
  in vec4 lightDiffuse                          //散射光强度
){  
  vec3 normalTarget=aPosition+normal;                   //计算变换后的法向量
  vec3 newNormal=(uMMatrix*vec4(normalTarget,1)).xyz-(uMMatrix*vec4(aPosition,1)).xyz;
  newNormal=normalize(newNormal);                   //对法向量规格化
//计算从表面点到光源位置的向量vp
  vec3 vp= normalize(lightLocation-(uMMatrix*vec4(aPosition,1)).xyz);
  vp=normalize(vp);                                 //规格化vp
  float nDotViewPosition=max(0.0,dot(newNormal,vp));    //求法向量与vp向量的点积与0的最大值
  diffuse=lightDiffuse*nDotViewPosition;            //计算散射光的最终强度
}
void main(){
   gl_Position = uMVPMatrix * vec4(aPosition,1);    //根据总变换矩阵计算此次绘制此顶点的位置 
   vec4 diffuseTemp=vec4(0.0,0.0,0.0,0.0);   
   pointLight(normalize(aNormal), diffuseTemp, uLightLocation, vec4(0.8,0.8,0.8,1.0));  
   vDiffuse=diffuseTemp;                    //将散射光最终强度传给片元着色器
   vPosition = aPosition;                   //将顶点的位置传给片元着色器
}

片段着色器

#version 300 es
precision mediump float;
in vec3 vPosition;//接收从顶点着色器过来的顶点位置
in vec4 vDiffuse;//接收从顶点着色器过来的散射光最终强度
out vec4 fragColor;
void main()                         
{
   //最终颜色
   vec4 finalColor=vec4(物体颜色);
//根据散射光最终强度计算片元的最终颜色值
   fragColor=finalColor*vDiffuse;
}