metaio SDK 官方教程--官方范例之Dynamic Lighting

本范例主要介绍如何在AR场景中使用动态光源。使用不同的动态光源可以让您的模型看起来更逼真或更奇幻色彩。

metaio SDK提供三种类型的光源：

• 方向性光源：无衰减，但有方向
• 点光源：从一个点向所有方向发射光线，有光源位置和光线衰减
• 聚光灯：圆锥体光型，由位置、方向、外圆锥半径和衰减度来定义
  

除了上面提到的特性，这三种光源还能添加环境和漫反射光色。环境光总会存在，而漫反射光是根据光源和其他因素（如光方向和物体的角度）计算出来的。

由于移动平台对于着色器的支持有限，目前我们限定同时使用的最多光源数为4

---

实现方法

此范例使用API函数IMetaioSDK::createLight()来生成三个metaio::ILight实例，而metaio::ILight即是用户改变光源特性的接口。如前文所述，不是所有特性都适用于每个光源。例如，如果您试图对方向性光源添加衰减，系统会在日志信息中给予警告（warning log message）。

为了便于演示，我们在AR场景中使用三个小球来分别代表三个光源。其中，方向性光源并不是一个实际意义上的光源，因为它没有任何衰减且无限延伸。我们关闭光源对三个小球的作用，在实际使用中，您也可以对不需要动态光源的模型进行同样的设置。

默认情况下，光源的坐标系为COS 0—摄像头坐标系。在此范例中，我们需要光源在立方体周围飘动，并使用相对于立方体的坐标。所以，我们把光源的坐标系设置为COS 1。如果您想更多的了解metaio坐标系设置，请点击查看相关教程。

1. // Windows
   
2. 
   
3. m_pMetaioSDK->setAmbientLight(metaio::Vector3d(0.05f));
   
4. 
   
5. m_pDirectionalLight = m_pMetaioSDK->createLight();
   
6. m_pDirectionalLight->setType(metaio::ELIGHT_TYPE_DIRECTIONAL);
   
7. m_pDirectionalLight->setAmbientColor(metaio::Vector3d(0, 0.15f, 0)); // slightly green
   
8. m_pDirectionalLight->setDiffuseColor(metaio::Vector3d(0.6f, 0.2f, 0)); // orange
   
9. m_pDirectionalLight->setCoordinateSystemID(1);
   
10. m_pDirectionalLightGeo = createLightGeometry();
    
11. m_pDirectionalLightGeo->setCoordinateSystemID(m_pDirectionalLight->getCoordinateSystemID());
    
12. m_pDirectionalLightGeo->setDynamicLightingEnabled(false);
    
13. 
    
14. m_pPointLight = m_pMetaioSDK->createLight();
    
15. m_pPointLight->setType(metaio::ELIGHT_TYPE_POINT);
    
16. m_pPointLight->setAmbientColor(metaio::Vector3d(0, 0, 0.15f)); // slightly blue ambient
    
17. m_pPointLight->setAttenuation(metaio::Vector3d(0, 0, 40));
    
18. m_pPointLight->setDiffuseColor(metaio::Vector3d(0, 0.8f, 0.05f)); // green-ish
    
19. m_pPointLight->setCoordinateSystemID(1);
    
20. m_pPointLightGeo = createLightGeometry();
    
21. m_pPointLightGeo->setCoordinateSystemID(m_pPointLight->getCoordinateSystemID());
    
22. m_pPointLightGeo->setDynamicLightingEnabled(false);
    
23. 
    
24. m_pSpotLight = m_pMetaioSDK->createLight();
    
25. m_pSpotLight->setAmbientColor(metaio::Vector3d(0.17f, 0, 0)); // slightly red ambient
    
26. m_pSpotLight->setType(metaio::ELIGHT_TYPE_SPOT);
    
27. m_pSpotLight->setRadiusDegrees(10);
    
28. m_pSpotLight->setDiffuseColor(metaio::Vector3d(1, 1, 0)); // yellow
    
29. m_pSpotLight->setCoordinateSystemID(1);
    
30. m_pSpotLightGeo = createLightGeometry();
    
31. m_pSpotLightGeo->setCoordinateSystemID(m_pSpotLight->getCoordinateSystemID());
    
32. m_pSpotLightGeo->setDynamicLightingEnabled(false);

复制代码

1. // Android
   
2. 
   
3.     metaioSDK.setAmbientLight(new Vector3d(0.05f));
   
4.      
   
5.     mDirectionalLight = metaioSDK.createLight();
   
6.     mDirectionalLight.setType(ELIGHT_TYPE.ELIGHT_TYPE_DIRECTIONAL);
   
7.     mDirectionalLight.setAmbientColor(new Vector3d(0, 0.15f, 0)); // slightly green
   
8.     mDirectionalLight.setDiffuseColor(new Vector3d(0.6f, 0.2f, 0)); // orange
   
9.     mDirectionalLight.setCoordinateSystemID(1);
   
10.     mDirectionalLightGeo = createLightGeometry();
    
11.     mDirectionalLightGeo.setCoordinateSystemID(mDirectionalLight.getCoordinateSystemID());
    
12.     mDirectionalLightGeo.setDynamicLightingEnabled(false);
    
13.      
    
14.     mPointLight = metaioSDK.createLight();
    
15.     mPointLight.setType(ELIGHT_TYPE.ELIGHT_TYPE_POINT);
    
16.     mPointLight.setAmbientColor(new Vector3d(0, 0, 0.15f)); // slightly blue ambient
    
17.     mPointLight.setAttenuation(new Vector3d(0, 0, 40));
    
18.     mPointLight.setDiffuseColor(new Vector3d(0, 0.8f, 0.05f)); // green-ish
    
19.     mPointLight.setCoordinateSystemID(1);
    
20.     mPointLightGeo = createLightGeometry();
    
21.     mPointLightGeo.setCoordinateSystemID(mPointLight.getCoordinateSystemID());
    
22.     mPointLightGeo.setDynamicLightingEnabled(false);
    
23.      
    
24.     mSpotLight = metaioSDK.createLight();
    
25.     mSpotLight.setAmbientColor(new Vector3d(0.17f, 0, 0)); // slightly red ambient
    
26.     mSpotLight.setType(ELIGHT_TYPE.ELIGHT_TYPE_SPOT);
    
27.     mSpotLight.setRadiusDegrees(10);
    
28.     mSpotLight.setDiffuseColor(new Vector3d(1, 1, 0)); // yellow
    
29.     mSpotLight.setCoordinateSystemID(1);
    
30.     mSpotLightGeo = createLightGeometry();
    
31.     mSpotLightGeo.setCoordinateSystemID(mSpotLight.getCoordinateSystemID());
    
32.     mSpotLightGeo.setDynamicLightingEnabled(false);

复制代码

1. // IOS
   
2. 
   
3.     m_metaioSDK->setAmbientLight(metaio::Vector3d(0.05f));
   
4.      
   
5.     m_pDirectionalLight = m_metaioSDK->createLight();
   
6.     m_pDirectionalLight->setType(metaio::ELIGHT_TYPE_DIRECTIONAL);
   
7.     m_pDirectionalLight->setAmbientColor(metaio::Vector3d(0, 0.15f, 0)); // slightly green
   
8.     m_pDirectionalLight->setDiffuseColor(metaio::Vector3d(0.6f, 0.2f, 0)); // orange
   
9.     m_pDirectionalLight->setCoordinateSystemID(1);
   
10.     m_pDirectionalLightGeo = [self createLightGeometry];
    
11.     m_pDirectionalLightGeo->setCoordinateSystemID(m_pDirectionalLight->getCoordinateSystemID());
    
12.     m_pDirectionalLightGeo->setDynamicLightingEnabled(false);
    
13.      
    
14.     m_pPointLight = m_metaioSDK->createLight();
    
15.     m_pPointLight->setType(metaio::ELIGHT_TYPE_POINT);
    
16.     m_pPointLight->setAmbientColor(metaio::Vector3d(0, 0, 0.15f)); // slightly blue ambient
    
17.     m_pPointLight->setAttenuation(metaio::Vector3d(0, 0, 40));
    
18.     m_pPointLight->setDiffuseColor(metaio::Vector3d(0, 0.8f, 0.05f)); // green-ish
    
19.     m_pPointLight->setCoordinateSystemID(1);
    
20.     m_pPointLightGeo = [self createLightGeometry];
    
21.     m_pPointLightGeo->setCoordinateSystemID(m_pPointLight->getCoordinateSystemID());
    
22.     m_pPointLightGeo->setDynamicLightingEnabled(false);
    
23.      
    
24.     m_pSpotLight = m_metaioSDK->createLight();
    
25.     m_pSpotLight->setAmbientColor(metaio::Vector3d(0.17f, 0, 0)); // slightly red ambient
    
26.     m_pSpotLight->setType(metaio::ELIGHT_TYPE_SPOT);
    
27.     m_pSpotLight->setRadiusDegrees(10);
    
28.     m_pSpotLight->setDiffuseColor(metaio::Vector3d(1, 1, 0)); // yellow
    
29.     m_pSpotLight->setCoordinateSystemID(1);
    
30.     m_pSpotLightGeo = [self createLightGeometry];
    
31.     m_pSpotLightGeo->setCoordinateSystemID(m_pSpotLight->getCoordinateSystemID());
    
32.     m_pSpotLightGeo->setDynamicLightingEnabled(false);

复制代码

---

设置光源特性

由于此功能叫做动态光源而不是静态光源，您可以在运行时刻自如地改变光的特性，其效果会在下一个渲染帧中看到。

在此范例中，我们让光源围绕着立方体旋转，从而使您清楚的看到不同光源会产生何种效果。方向性光源的颜色是棕黄色，点源是绿色的，而聚光灯是黄色的。并且，每个光源都有一小部分其他颜色的环境光。您可以根据自己的需要或兴趣自行设定这个光源的特性。

范例使用的代码会在渲染每一帧之后更新光源特性，但您也可以在其他位置使用此代码。下面的代码循环使用sin/cos函数来生成光源位置，其效果为光源围绕原点旋转，也就是围绕3D模型旋转

您可以随时使用setEnabled()来实现光源的开启与关闭。如果没有光源处于开启状态，那么所有的物体都是在光源关闭状态下渲染的。也就是说，只有物体的颜色被渲染，场景不会受光源或全局环境颜色的干扰。全局环境颜色设定可以和动态光源一起使用来添加“基本光”，这样物体就不会呈现为纯黑色。

1. // Windows
   
2. 
   
3. // Lights circle around
   
4. float time = timeGetTime() / 1000.0f;
   
5. const metaio::Vector3d lightPos(200*cosf(time), 120*sinf(0.25f*time), 200*sinf(time));
   
6. 
   
7. const float FREQ2MUL = 0.4f;
   
8. const metaio::Vector3d lightPos2(150*cosf(FREQ2MUL*2.2f*time) * (1 + 2+2*sinf(FREQ2MUL*0.6f*time)), 30*sinf(FREQ2MUL*0.35f*time), 150*sinf(FREQ2MUL*2.2f*time));
   
9. 
   
10. const metaio::Vector3d directionalLightDir(cosf(1.2f*time), sinf(0.25f*time), sinf(0.8f*time));
    
11. 
    
12. 
    
13. // This will only apply in the upcoming frame:
    
14. 
    
15. // Directional light
    
16. m_pDirectionalLight->setDirection(directionalLightDir);
    
17. updateLightIndicator(m_pDirectionalLightGeo, m_pDirectionalLight);
    
18. 
    
19. // Point light
    
20. m_pPointLight->setTranslation(lightPos);
    
21. updateLightIndicator(m_pPointLightGeo, m_pPointLight);
    
22. 
    
23. // Spot light
    
24. m_pSpotLight->setTranslation(lightPos2);
    
25. m_pSpotLight->setDirection(-lightPos2); // spot towards origin of COS
    
26. updateLightIndicator(m_pSpotLightGeo, m_pSpotLight);

复制代码

1. // Android
   
2. 
   
3.     // Lights circle around
   
4.     final double time = System.currentTimeMillis() / 1000.0;
   
5.     final Vector3d lightPos = new Vector3d(
   
6.         200.0f * (float)Math.cos(time),
   
7.         120.0f * (float)Math.sin(0.25f*time),
   
8.         200.0f * (float)Math.sin(time));
   
9.      
   
10.     final float FREQ2MUL = 0.4f;
    
11.     final Vector3d lightPos2 = new Vector3d(
    
12.                     150.0f * (float)(Math.cos(FREQ2MUL*2.2*time) * (1 + 2+2*Math.sin(FREQ2MUL*0.6*time))),
    
13.                     30.0f * (float)Math.sin(FREQ2MUL*0.35*time),
    
14.                     150.0f * (float)Math.sin(FREQ2MUL*2.2*time));
    
15.      
    
16.     final Vector3d directionalLightDir = new Vector3d(
    
17.                     (float)Math.cos(1.2*time),
    
18.                     (float)Math.sin(0.25*time),
    
19.                     (float)Math.sin(0.8*time));
    
20.      
    
21.     // This will only apply in the upcoming frame:
    
22.      
    
23.     // Directional light
    
24.     mDirectionalLight.setDirection(directionalLightDir);
    
25.     updateLightIndicator(mDirectionalLightGeo, mDirectionalLight);
    
26.      
    
27.     // Point light
    
28.     mPointLight.setTranslation(lightPos);
    
29.     updateLightIndicator(mPointLightGeo, mPointLight);
    
30.      
    
31.     // Spot light
    
32.     mSpotLight.setTranslation(lightPos2);
    
33.     // Spot towards origin of COS
    
34.     mSpotLight.setDirection(new Vector3d(-lightPos2.getX(), -lightPos2.getY(), -lightPos2.getZ()));
    
35.     updateLightIndicator(mSpotLightGeo, mSpotLight);

复制代码

1. // IOS
   
2. 
   
3.     // Lights circle around
   
4.     const float time = (float)CACurrentMediaTime();
   
5.     const metaio::Vector3d lightPos(200*cosf(time), 120*sinf(0.25f*time), 200*sinf(time));
   
6.      
   
7.     const float FREQ2MUL = 0.4f;
   
8.     const metaio::Vector3d lightPos2(150*cosf(FREQ2MUL*2.2f*time) * (1 + 2+2*sinf(FREQ2MUL*0.6f*time)), 30*sinf(FREQ2MUL*0.35f*time), 150*sinf(FREQ2MUL*2.2f*time));
   
9.      
   
10.     const metaio::Vector3d directionalLightDir(cosf(1.2f*time), sinf(0.25f*time), sinf(0.8f*time));
    
11.      
    
12.      
    
13.     // This will only apply in the upcoming frame:
    
14.      
    
15.     // Directional light
    
16.     m_pDirectionalLight->setDirection(directionalLightDir);
    
17.     [self updateLightIndicator:m_pDirectionalLightGeo light:m_pDirectionalLight];
    
18.      
    
19.     // Point light
    
20.     m_pPointLight->setTranslation(lightPos);
    
21.     [self updateLightIndicator:m_pPointLightGeo light:m_pPointLight];
    
22.      
    
23.     // Spot light
    
24.     m_pSpotLight->setTranslation(lightPos2);
    
25.     m_pSpotLight->setDirection(-lightPos2); // spot towards origin of COS
    
26.     [self updateLightIndicator:m_pSpotLightGeo light:m_pSpotLight];

复制代码

为什么我的这里没有这个Demo?

为什么我的这里没有这个Demo?

下载最新SDK