VTK_Learning_光照

旧城等待， 2023-06-27 03:13 7阅读 0赞

# 1.VTK中的光照长得什么样？ #

> 剧场里有各式各样的灯光，三维渲染场景中也一样，可以有多个光照存在。光照和相机是三维渲染场景必备的因素，如果没有指定，vtkRenderer会自动地创建默认的光照和相机。VTK里用类vtkLight来表示渲染场景中的光照。与现实中的灯光类似，VTK中的vtkLight实例也可以打开、关闭，设置光照的颜色，照射位置(即焦点)，光照所在的位置，强度等等。  
> vtkLight可以分为位置光照(Positional Light，即聚光灯)和方向光照(Direction Light)。位置光照是光源位置在渲染场景中的某个位置，可以指定光照的衰减值、锥角等；方向光照即光源位置在无穷远，光线可以认为是平行的，比如自然界中的太阳光。光源的位置和焦点的连线定义光线的方向，默认的vtkLight即为方向光照。  
> vtkLight常的方法有：  
> SetColor() — 设置光照的颜色，以RGB的形式指定颜色。  
> SetPosition() — 设置光照位置。  
> SetFocalPoint() — 设置光照焦点。  
> SetIntensity() — 设置光照的强度。  
> SetSwitch() / SwitchOn()/ SwitchOff()— 打开或关闭对应的光照。  
> vtkLight里也有类似命名风格的方法：SetSwitch() /GetSwitch()/SwitchOn()/ SwitchOff()。不难发现，在VTK里，某个属性的设置都是采取这一类方法，以vtkLight为例，SwitchOn()跟SetSwitch(1)实现的效果是一样，SwitchOff()则与SetSwitch(0)是一样的，GetSwitch()则是用于获取vtkLight对象关闭或打开这个属性的值。如果某个类有提供SetXXX()方法，一般也会提供GetXXX()方法来获取相应的值，这个我们在前面的内容也已经有一些了解。再比如，vtkLight还提供：SetPositional() / GetPositional()/ PositionalOn()/PositionalOff()一类方法来设置位置光照。  
> 在类vtkLight的头文件vtkLight.h里，找不到类似SetSwitch()/GetSwitch()等方法的原型，但是可以看到以下几行：  
> vtkSetMacro(Switch,int);  
> vtkGetMacro(Switch,int);  
> vtkBooleanMacro(Switch,int);  
> 顾名思义，vtkSetMacro/vtkGetMacro/vtkBooleanMacro都是宏，展开这几个宏以后就是以上函数的原型。为了保证代码的整洁与复用性，VTK在文件vtkSetGet.h里定义了大量了宏，当你找不到某个函数的原型时，可能这些函数就是由宏展开以后所定义的，所以，在阅读VTK源码的时候，不妨多右击一下某个函数或者关键字，然后点击弹出菜单中的“Go to Definition…”，也就一目了然了。  
>

#  2.光照实验 #

#include <vtkAutoInit.h>
    VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL);
    /
    #include <vtkSmartPointer.h>
    #include <vtkRenderWindow.h>
    #include <vtkRenderer.h>
    #include <vtkRenderWindowInteractor.h>
    #include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
    #include <vtkCylinderSource.h>
    #include <vtkPolyDataMapper.h>
    #include <vtkActor.h>
    #include <vtkLight.h>
    #include <vtkCamera.h>
    #include <vtkProperty.h>
     
    int main()
    {
    	vtkSmartPointer<vtkCylinderSource> cylinder = 
    	vtkSmartPointer<vtkCylinderSource>::New();
    	cylinder->SetHeight( 3.0 );
    	cylinder->SetRadius( 1.0 );
    	cylinder->SetResolution( 10 ); 
     
    	vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> cylinderMapper = 
    		vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
    	cylinderMapper->SetInputConnection( cylinder->GetOutputPort() ); 
     
    	vtkSmartPointer<vtkActor> cylinderActor = 
    		vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
    	cylinderActor->SetMapper( cylinderMapper );
     
    	vtkSmartPointer<vtkRenderer> renderer = 
    		vtkSmartPointer<vtkRenderer>::New();
    	renderer->AddActor( cylinderActor );
    	renderer->SetBackground( 1.0, 0, 0 );
     
    	vtkSmartPointer<vtkRenderWindow> renWin = 
    		vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
    	renWin->AddRenderer( renderer );
    	renWin->SetSize( 640, 480 );
    	renWin->Render();
    	renWin->SetWindowName("RenderCylinder-Lights");
     
    	vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor> iren = 
    		vtkSmartPointer<vtkRenderWindowInteractor>::New();
    	iren->SetRenderWindow(renWin);
     
    	vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera> style = 
    		vtkSmartPointer<vtkInteractorStyleTrackballCamera>::New();
    	iren->SetInteractorStyle(style);
     
    	vtkSmartPointer<vtkLight> myLight = 
    		vtkSmartPointer<vtkLight>::New();
    	myLight->SetColor(0,1,0);
    	myLight->SetPosition(0,0,6);
    	myLight->SetFocalPoint(
    		renderer->GetActiveCamera()->GetFocalPoint());
    	renderer->AddLight(myLight);
     
    	vtkSmartPointer<vtkLight> myLight2 =
    		vtkSmartPointer<vtkLight>::New();
    	myLight2->SetColor(0,0,1);
    	myLight2->SetPosition(0,0,-6);
    	myLight2->SetFocalPoint(
    		renderer->GetActiveCamera()->GetFocalPoint());
    	renderer->AddLight(myLight2);
     
    	iren->Initialize();
    	iren->Start();
     
    	return EXIT_SUCCESS;
     
    }

# 3.经验总结 #

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> 图一：（-6,0,0）=蓝光灯；（6,0,0）=绿光灯。  X轴
> 
> 图二：（0,-6,0）=蓝光灯；（0,6,0）=绿光灯。  Y轴
> 
> 图三：（0,0,-6）=蓝光灯；（0,0,6）=绿光灯。  Z轴

> 1.当我们设置舞台上的光照参数时，要用到照相机Camera信息以及属性Property信息。因此头文件中不仅仅要包括\#include<vtkLight.h>必须包括\#include<vtkCamera.h>/\#include<vtkProperty.h>。
> 
> 2.我们设计的是灯光位置，通过一组实验我们大概可以知晓vtk视窗内，XYZ轴的指向。  
>

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