54-Lambert光照模型介绍

光照模拟

主要介绍漫反射光模型

颜色模型（非物理）

光源颜色可以使用RGB混合颜色进行表示，每个通道0-1，代表了各个通道光的光能强度
物体的颜色RGB，每个通道0-1，可以认为是对于各个颜色通道光能反射的比例
举例:
当前光的颜色为(1.0，0.8，0.4)，照射到了物体表面的一个点
物体表面点颜色为(0.4，0.2，0.1)
光能冲击进入物体内部后，按照物体颜色比例逃逸出物体表面，向各个方向发散，逃逸光能颜色为：

光照模型

lightColor的定义：
考察物体上一个微小的方块（即一个像素）
本微元接收到了所有打到上面的光能，并且全面吸收，按比例向四面八方释放
这种微元吸收到的光定义为lightColor

漫反射的光能为:

进一步考察，若本微元的法线方向与光入射方向产生了一定的角度，无法全面接收光能lightColor，只能吸收部分光能，则表面在光能垂直方向面积如下：

此时漫反射的光能为:

Lambert Model

对于漫反射进行建模，并且按照余弦角度进行光能模拟的算法，即Lambert光照模型

光能方向为lightDir，法线为n，二者归一化

于是得到漫反射光能：

余弦函数夹逼

光照也可能产生如下情况：
光照是从表面像素下方入射，导致余弦值为负，所以需要对余弦结果进行处理
如果小于0，则为0；如果大于1，则为1；中间保持不变

对应的漫反射光能：

环境光

在余弦值被处理为0的情况下，不被光照到的面呈现完全的黑色
为了防止这种情况，规定无论在任何时候，物体都会得到一定的微小的环境光-lightEnv，因此再次归一化得到：

漫反射光能：