2.7 Освещение
OpenGL рассчитывает свет и освещение так, как будто свет может быть разделен на красный, зеленый и синий компоненты. Таким образом, источник света характеризуется количеством красного, зеленого и синего света, которое он излучает, а материал поверхности характеризуется долями красного, зеленого и синего компонентов, которые он отражает в различных направлениях. Уравнения освещенности в OpenGL являются всего лишь аппроксимациями, но зато они работают достаточно хорошо и могут быть вычислены относительно быстро. В модели освещения OpenGL свет исходит от нескольких источников, которые могут включаться и выключаться индивидуально. Часть света обычно исходит из какого-либо определенного направления или позиции, часть распределена по всей сцене. Например, если вы включите лампочку в комнате, большая часть света будет исходить от нее, но часть света падает на поверхности предметов в комнате после того, как он отразился от одной, двух, трех или более стен. Считается, что этот многократно отраженный свет (называемый фоновым светом) распределен настолько сильно, что не существует никакого способа определить его исходное направление, однако он исчезает при выключении определенного источника света. Наконец, в сцене может также присутствовать общий фоновый свет, у которого нет никакого конкретного источника, как будто он был отражен столько раз и распределен так сильно, что его оригинальный источник установить невозможно. В модели OpenGL эффект от источника света присутствует только тогда, когда есть поверхности поглощающие или отражающие свет. Считается, что каждая поверхность состоит из материала с несколькими свойствами. Материал может излучать свой собственный свет, он может распределять некоторое количество входящего света во всех направлениях, также он может отражать часть света в определенном направлении.
В модели освещения OpenGL предполагается, что освещение может быть разделено на 4 компонента: фоновое (ambient), диффузное (diffuse), зеркальное (specular) и исходящее (эмиссионное – emissive). Все 4 компонента рассчитываются независимо и только затем суммируются.
Фоновое излучение – это свет, который настолько распределен средой (предметами, стенами и так далее), что его направление определить невозможно. Когда фоновый свет падает на поверхность, он одинаково распределяется во всех направлениях.
Диффузный компонент – это свет, идущий из одного направления, таким образом, он выглядит ярче, если падает на поверхность под прямым углом, и выглядит тусклым, если касается ее всего лишь вскользь. Однако, когда он падает на поверхность, он распределяется одинаково во всех направлениях, то есть его яркость одинакова вне зависимости от того, с какой стороны вы смотрите на поверхность.
Зеркальный свет исходит из определенного направления и отражается от поверхности в определенном направлении.
Помимо фонового, диффузного и зеркального цветов, материалы могут также иметь исходящий цвет, имитирующий свет, исходящий от самого объекта. В модели освещения OpenGL исходящий свет поверхности добавляет объекту интенсивности, но на него не влияют никакие источники света, и он не производит дополнительного света для сцены в целом.
Хотя источник света излучает единое распределение частот, фоновый, диффузный и зеркальный компоненты могут быть различны. OpenGL позволяет устанавливать значения красного, зеленого и синего независимо для каждого компонента света.
3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 3.1 Основные требования
Для функционирования программы необходимо наличие следующих файлов в корневой директории программы: Tao.FreeGlut.dll, Tao.OpenGl.dll, Tao.Platform.Windows.dll, freeglut.dll.
Для улучшения взаимодействия пользователя и среды был использован файл с настройками по умолчанию - applicationSettings.xml. Это позволило сократить время работы пользователя по конфигурированию программы.
Для отображения модели самолета необходим файл с трехмерной моделью. По умолчанию был выбран самолет Ту-154(файл tu154.3DS). Исходные характеристики этого самолета были использованы для решения задачи посадки на ВПП в зоне ветровых возмущений. Формат .3DS довольно популярен, его можно создать, например, в 3d Studio Max, а также можно импортировать и экспортировать многими другими программами.
Загрузка информации о посадке самолета может совершаться из произвольного файла с расширением .xml, содержащего сериализованные данные. Имя файла можно указать в файле настроек программы, и он будет использован при последующих запусках.
Для начала работы приложения необходимо запустить файл «Посадка самолета и микровзрыв.exe».
Требования к операционной системе: Windows XP sp3 и выше, Microsoft .NET Framework 2.0 и выше.
|
