Como Fazer um Programa, simples, em OpenGL para Trabalhar com
Iluminação (exemplo do site da Isabel Mansour)
1)
Crie um Programa Simples que desenhe qualquer sólido na Tela. Há um
exemplo Há Novo na Página da Disciplina, com o nome OpenBásico-I. Este programa serve
também como Partida Inicial para àqueles que ainda têm dúvidas de como começar um
programa em OpenGL.
2) Crie uma Função chamada Iluminação e Ponha ela em qualquer lugar
antes da main. As explicações são dadas a seguir:
A estrutura do código para iluminação de uma cena, que pode ficar inteiramente
dentro de uma única função de Iluminação, em OpenGL possui as seguintes
módulos (partes):
(1) Definição das Estruturas de
Dados para os Tipos de Luz,
Posição da Luz e Tipo de Brilho
(5)Faça as habilitações
(2) Definição da Cor de Fundo e
como será o sombreamento nos
objetos da cena.
necessárias, incluindo uso de
iluminação, número da Luz, e se
vai querer o uso do Z-Buffer.
(3)Definição das reflectâncias
(4)Define Parâmetros para cada
dos Materiais e Ativar os Tipos
de Luzes que prefere.
Luz de 0 a 7
A explicação de cada bloco é dada a seguir:
(1) Exemplo:
GLfloat
GLfloat
GLfloat
GLfloat


luzAmbiente[4]={0.2,0.2,0.2,1.0};
luzDifusa[4]={0.7,0.7,0.7,1.0};
// "cor"
luzEspecular[4]={1.0, 1.0, 1.0, 1.0};// "brilho"
posicaoLuz[4]={0.0, 50.0, 50.0, 1.0};
Aqui, foram definidos três tipos de iluminação: ambiente, difusa e
especular. Cada uma é um vetor R, G, B, A; ou seja, a luz que será
utilizada de cada um desses tipos é uma combinação RGB. Note que a luz
ambiente foi definida como sendo R = G = B = 0.2, para simular uma luz
ambiente cinzenta, bem fraquinha. O Alfa, A = 1.0, significa que não há
fog.
A posição onde ficará essa luz está no vetor posicaoLuz, e representa um
ponto no espaço tridimensional (x, y, z). Despreze o quarto valor.
GLfloat especularidade[4]={1.0,1.0,1.0,1.0};
GLint especMaterial = 60;



Aqui, o primeiro vetor define o quanto especular será o
material renderizado. Lembre que uma reflexão especular é
aquela que inside em um ponto e se espalha em uma única
direção. Ao contrário da difusa que se espalha em todas as
direções. Portanto, uma reflexão especular depende da
posição do observador.
Uma vez que a reflexão é 3D (uma para cada direção), somente
os três primeiros valores são considerados.
Finalmente, a intensidade da reflexão do material é definida
por especMaterial, nesse caso, 60.
(2) Exemplo:
// Especifica que a cor de fundo da janela será preta
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

Aqui, essa função define de que cor será o fundo da cena.
// Habilita o modelo de colorização de Gouraud
glShadeModel(GL_SMOOTH);

Essa função é interessante. Ela define como você quer que a
luz se espalhe sobre o material. Por exemplo, lembre-se que
os objetos renderizados são malhas triangulares. Então, cada
triângulo possui a sua cor. De acordo com o ângulo de
incidência da luz, ela pode insidir somente parte (se insidir
inclinada) ou toda (se insidir 90 draus). Então, se o objeto
for redondo, a luz vinda de um ponto, inside com diferentes
intensidades em cada ponto do objeto, uma vez que o ângulo
que o atinge varia. Mas, de acordo com a teoria vista em
sala, existem 2 maneiras de simular essa incidência: Gouhaud
e Phong. Em OpenGL, GL_SMOOTH é o modelo de Gouhaud. Mas, se
quiser que nào haja nenhum desses efeitos, e que simplesmente
cada ponto de cada triângulo dependa somente da direção e
intensidade da luz incidente, use GL_FLAT. Faça o teste com
os dois e veja a diferença.
(3) Exemplo
// Define a refletância do material
glMaterialfv(GL_FRONT,GL_SPECULAR, especularidade);
// Define a concentração do brilho
glMateriali(GL_FRONT,GL_SHININESS,especMaterial);

No item (1) foram definidos os valores de iluminação e reflectância que serão
usados. Aqui, eles são definidos explicitamente, através da função glMaterial. O
argumento GL_FONT diz para renderizar somente as partes frontais. GL_BACK diz
para renderizar as partes internar (objeto vazado, por exemplo). Se quiser
renderizar tudo, faça GL_FONT_BACK.

O segundo argumento, informa que a reflectância da matarial é em uma única
direção, como um espelho, por exemplo. Por isso é usado o argumento
GL_SPECULAR e depois GL_SHININESS. Finalmente, o argumento especularidade é
o vetor definido em (1) e especMaterial é a variável definida também em (1).
(4) Exemplo:
glLightfv(GL_LIGHT0,
glLightfv(GL_LIGHT0,
glLightfv(GL_LIGHT0,
glLightfv(GL_LIGHT0,



GL_AMBIENT, luzAmbiente);
GL_DIFFUSE, luzDifusa );
GL_SPECULAR, luzEspecular );
GL_POSITION, posicaoLuz );
Aqui, finalmente definimos quantos spots de luz iremos usar. Em OPenGL, podese usar até 8, GL_LIGHT0 a GL_LIGHT7. A função glLightfv define os parâmetros
de cada spot.
O primeiro argumento é o próprio spot usado, o segundo é que tipo de luz será
usado e o terceiro é o vetor de luz correspondente, definida em (1). Assi, as três
primeiras chamadas da função glLightfv define que o spot LIGHT0 será uma
mistura de luz ambiente, difusa e especular (uma salada que deixa realista).
Embora a difusa e a especular sejam antagônicas, é interessante ver esse efeito
misturado.
A quarta chamada da função glLightfv diz apenas que o spot de Luz GL_LIGHT0
ficará na posição indicada pelo vetor posicaoluz, definido em (1).
(5) Exemplo:
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);

Uma vez todas as luzes tenham sido definidas, ainda temos que habilitar. Isso é para que
possamos ter vários tipos de spots de luz que podemos controlar habilitando e desabilitando
rapidamente. Assim, chamamos 4 vezes a função glEnable com o argumento
correspondente:
(a) GL_COLOR_MATERIAL: Habilita a definição da cor do material a partir
da cor corrente
(b) GL_LIGHTING: Habilita o uso de iluminação
(c) GL_LIGHT0: Habilita o uso de iluminação

A última habilitação glEnable(GL_DEPTH_TEST) permite finalmente
habilitar a técnica do Z-Buffer.
EXERCÍCIOS
(1) Que efeito acontece se compararmos os sombreamentos de
Guhaud e Flat?
(2) Modifique a posição da Luz de frontal, como está
sugerindo no vetor posição luz, para lateral e descreva
sucintamente o efeito que gerou.
(3) Use 2 spots de luz, um voltado para a alça do Tepot e
outro voltado para o bico, produzindo os efeitos a
seguir para spots em posições infinitas e finitas: