本文是记录专业课计算机图形学的部分笔记，参考教材为Angel的第八版交互式计算机图形学------基于WebGL 2.0的自顶向下方法。
1、OpenGL使用改进的Phong光照模型（Blinn光照模型）对每个顶点计算颜色，考虑表面材料属性、光源属性、光照模型属性这三个影响光照的因素。具体的，在OpenGL中应用明暗处理的步骤为①启用明暗处理功能，并选择模式；②指定法向量；③指定材料属性；④指定光源。
2、在OpenGL中法向量是状态的一部分，相当于指定glcoclor。一般使用glNormal*()和glNormal*()设置，比如glNormal3f(x, y, z); glNormal3fv(p); 。一般来讲，我们想让法向量为单位向量，这样余弦计算就非常直接（注意放缩并不保持其长度），glEnable(GL_NORMALIZE) 可以使OpenGL自动进行单位化，当然是以损失效率为代价。
3、OpenGL的光照模型参数包括4个部分：①全局环境光强度；②观察点位于场景、中近处还是无限远处；③物体的正反面是否执行不同的光照计算；④镜面光颜色分量合成方式，镜面光颜色是否从环境光和漫反射颜色中分离出来，并在纹理操作后再应用。比如：
void glLightModel {if} (GLenum pname, TYPE param);
void glLightModel {if}v (GLenum pname, TYPE * param);两个参数：第一个表示要设置的项目，第二个参数表示要设置成的值。
4、接下来我们具体看glLightModel ()中的参数。
①GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER 表示是否在计算中应用无穷远视点的假设来简化计算。(GL_LIGHT_MODEL_LOCAL_VIEWER，GL_FALSE); 是缺省值，在计算中应用无穷远视点的假设简化计算，如果是GL_TRUE则要使用近视点（将视点放置在(0,0,0)处，实际并不能移动视点，只是效果更真实，因为视点位置/方向能影响高光计算）。
②GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDED 表示单面还是双面光照处理。(GL_LIGHT_MODEL_TWO_SIDE, GL_FALSE); 是缺省值，单独对多边形的外面进行明暗处理，如果是GL_TRUE则启用双面光照。
③GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT设置整个场景中的全局环境光强，与0-7个光源没有关系。(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, (0.2,0.2,0.2,1.0) ); 是缺省值，这些数值产生白色环境光。
④GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL表示颜色计算方式，镜面光是否与漫反射和环境光分开计算。(GL_LIGHT_MODEL_COLOR_CONTROL, GL_SINGLE_COLOR); 是缺省值，表示按通常顺序操作，先计算所有光照包括镜面光、漫反射和环境光，再计算纹理。如果是GL_SEPATATE_SPECULAR_COLOR表示将GL_SPECULAR属性分离出来，先计算光照的漫反射和环境光部分，待纹理操作完成后再计算镜面光。可以使画面效果更为逼真，不过如果本身没有任何纹理操作，分离就没有任何意义。
5、明暗处理计算由下述命令启用glEnable(GL_LIGHTING)，如果光照被激活，glColor()命令将被忽略。此外，还必须单独激活每个光源，最多同时使用八个光源（GL_LIGHT0, GL_LIGHT1, ... , or GL_LIGHT7）：
而对OpenGL中的每个光源，都有环境光、漫射光和镜面光项，相关参数有：光源颜色项（GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE, GL_SPECULAR）、位置/方向（GL_POSITION）、衰减项（GL_CONSTANT_ATTENUATION, GL_LINEAR_ATTENUATION, GL_QUADRATIC_ATTENUATION）、聚光灯参数（GL_SPOT_CUTOFF, GL_SPOT_DIRECTION, GL_SPOT_EXPONENT）。
值得注意的是，GL_LIGHT0参数缺省值不同于其他光源，其缺省值为GL_DIFFUSE (1.0,1.0,1.0,1.0) 白光、GL_SPECULAR (1.0,1.0,1.0,1.0) 白光。而其他光源光源的缺省值为GL_DIFFUSE (0.0,0.0,0.0,1.0) 黑色、GL_SPECULAR (0.0,0.0,0.0,1.0) 黑色
6、OpenGL中光照的位置是以齐次坐标的形式给定的，如果w = 1.0, 指定的是一个有限位置（点）；如果w = 0.0, 指定的是一个平行光源，所给定的是入射光方向，其缺省为(0.0, 0.0, 1.0, 0.0)有限位置。不过需要注意，光强反比于距离的因子(a + bd + cd2)，其默认值为a=1.0、b=c=0.0，改变方法如：
glLightf(GL_LIGHT0,GLCONSTANT_ATTENUATION, 0.8);
glLightf(GL_LIGHT0,GL_LINEAR_ATTENUATION, 1.0);
glLightf(GL_LIGHT0,GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.0);7、①对全局环境光，环境光依赖于每个光源，比如在白屋中的红灯会使生成红色环境光，当灯被关闭后这种成分就消失。OpenGL中也可以定义一个对测试非常有用的全局环境光（与0-7个光源没有关系）：
GLfloat global_ambient[]={0.2, 0, 0, 1}; // 少量红光
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, global_ambient);②对聚光灯：
③而对移动光源，光源是几何对象，它的位置或方向受模型视图矩阵的影响。把光源的位置和方向设置函数放置在不同的地方，可以达到不同的效果：
（1）固定光源，移动对象：初始化光源位置，设置变换后，再定义对象
（2）和对象一起移动光源：所有的变换设置在光源位置和对象定义之前调用
（3）固定对象，移动光源：先定义对象，设置变换后，再定义光源位置
（4）分别移动光源和对象：采用矩阵堆栈
8、来看下面的例子。①如果先给出gluLookAt变换矩阵, 再定义光源位置，那么相当于光跟着地走。
②而如果先定义光源位置，再给出gluLookAt变换矩阵，那么光跟着人走。
③如果想要光源与圆环体对象分开移动，并单独移动光源，则代码：
static GLdouble spin;
void display(void){
GLfloat light_pos[]={0.0,0.0,1.5,1.0};
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glPushMatrix();
gluLookAt(0.0,0.0,5.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0);
glPushMatrix();
glRotated(spin,1.0,0.0,0.0); //旋转光源
glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,light_pos);
glPopMatrix();
glutSolidTorus(0.275,0.85,8,15);
glPopMatrix();
glFlush();
}9、此外，材料属性也是OpenGL状态的一部分，与简单光照模型中的各项是匹配的。glMaterialv() 可以设置材料属性的函数：
void glMaterial{if}(GLenum face, GLenum pname, TYPE param);
void glMaterial{if}v(GLenum face, GLenum pname, TYPE *param);有GL_FRONT, GL_BACK, GL_FRONT_AND_BACK这几个face，参数则有：
GL_AMBIENT，缺省为(0.2, 0.2, 0.2, 1.0) 缺省考量 真实感
GL_DIFFUSE，缺省为(0.8, 0.8, 0.8, 1.0)
GL_SPECULAR，缺省为(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)
GL_SHININESS，缺省为0.0, 唯一的非向量参数, [0.0,128.0]
GL_EMISSION，缺省为(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)，这项表示自发光（本身不是光源）
GLfloat ambient[] = {0.2, 0.2, 0.2, 1.0}; //RGBA模式
GLfloat diffuse[] = {1.0, 0.8, 0.0, 1.0};
GLfloat specular[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
GLfloat shine = 100.0 //镜面指数
glMaterialf (GL_FRONT, GL_AMBIENT, ambient);
glMaterialf (GL_FRONT, GL_DIFFUSE, diffuse);
glMaterialf (GL_FRONT, GL_SPECULAR, specular);
glMaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, shine);10、默认状态下只把对象的前面（几何定义好）进行明暗处理，对于凸对象这种处理结果是正确的。如果设置进行两面光照，那么OpenGL就会对曲面的双面进行明暗处理（每一面都可以具有自己的绘制属性，用glMaterialf分别指定）。
11、GL_EMISSION是特殊的参数（发射光项），在OpenGL中可以用材料的该项来模拟一个光源（本身不是光源）。该项的颜色不受任何其它光源或者变换的影响，自发光但不是光源，是材料性质。
12、通常当启用光照进行明暗处理后，原来的glColor*()命令失去原有的作用。如果调用了glEnable(GL_COLOR_MATERIAL)，那么就会使光照模型中的某几种光根据glColor*()中的指定，而不是计算来确定颜色。这可以用来专门改变材质某种光照下的颜色属性分量：
void glColorMaterial(GLenum face, GLenum mode); 其中face的取值有 GL_FRONT、GL_BACK 与GL_FRONT_AND_BACK (默认值)，mode的取值有 GL_EMISSION, GL_AMBIENT, GL_DIFFUSE, GL_SPECULAR 与 GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE (默认值)。例如代码：
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL); // 启动阶段
glColorMaterial(GL_FRONT, GL_DIFFUSE);
/* now glColor* changes diffuse reflection */
glColor3f(0.2, 0.5, 0.8);
/* draw some objects here */
glColorMaterial(GL_FRONT, GL_SPECULAR);
/* glColor* no longer changes diffuse reflection */
/* now glColor* changes specular reflection */
glColor3f(0.9, 0.0, 0.2);
/* draw other objects here */
glDisable(GL_COLOR_MATERIAL); //不需要使用时，确保禁用！13、由于材料属性为状态的一部分，因此如果对许多表面采用大量的不同材料，那么系统的性能就会大打折扣。因此由于使用glColorMaterial()时不用计算得到材质的颜色分量，这种方法比glMaterial更加有效。在编程时，可以通过定义一个材料结构，利用它在初始化时设置所有材料，从而净化代码，并支持通过指针选择材料，比如：
typedef struct materialStruct {
GLfloat ambient[4];
GLfloat diffuse[4];
GLfloat specular[4];
GLfloat shineness;
} MaterialStruct;14、另外，对多边形着色，OpenGL对每个顶点进行明暗处理的计算，顶点的颜色变为顶点的明暗效果。默认状态下（glShadeModel(GL_SMOOTH);），多边形内部的颜色是顶点颜色的线性插值。如果调用了 glShadeModel(GL_FLAT); 那么第一个顶点的颜色确定整个多边形的颜色。