高光反射

作者：追风剑情发布于：2016-9-4 11:06 分类：Shader

这里的高光反射是一种经验模型，也就是说，它并不完全符合真实世界中的高光反射现象。它可用于计算那些沿着完全镜面反射方向被反射的光线，这可以让物体看起来是有光泽的，例如金属材质。

计算高光反射需要知道的信息比较多，如表面法线、视角方向、光源方向、反射方向等。我们假设这些矢量都是单位矢量。

在这四个矢量中，我们实际上只需要知道其中3个矢量即可，而第四个矢量——反射方向可以通过其他信息计算得到：

这样，我们就可以利用Phong模型来计算高光反射的部分：

其中，m_gloss是材质的光泽度(gloss)，也被称为反光度(shininess)。它用于控制高光区域的“亮点”有多宽，m_gloss越大，亮点就越小。m_specular是材质的高光反射颜色，它用于控制该材质对于高光反射的强度和颜色。c_light则是光源的颜色和强度。同样，这里也需要防止v.r的结果为负数。

和上述的Phong模型相比，Blinn提出了一个简单的修改方法来得到类似的效果。它的基本思想是，避免计算反射方向r。为此，Blinn模型引入了一个新的矢量h，它是通过对v和l的取平均后再归一化得到的。即

然后，使用n和h之间的夹角进行计算，而非v和r之间的夹角。

总结一下，Blinn模型的公式如下：

在硬件实现时，如果摄像机和光源距离模型足够远的话，Blinn模型会快于Phong模型，这是因为，此时可以认为v和l都是定值，因此h将是一个常量。但是，当v或者l不是定值时，Phong模型可能反而更快一些。需要注意的是，这两种光照模型都是经验模型，也就是说，我们不应该认为Blinn模型是对"正确的"Phong模型的近似。实际上，在一些情况下，Blinn模型更符合实验结果。

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