Източник на светлина в стая, който действа неочаквано

Всеки обект във вашия 3D свят има нормален, където помага на OpenGL за да се определи колко светлина трябва да отразява даден обект. Вероятно сте забравили да посочите нормалните стойности за вашите повърхности. Без да ги посочва, OpenGL ще освети всички обекти във вашия свят по един и същи начин.

За да получите нормала на една повърхност в 3D, имате нужда от поне три върха, което означава, че тя е поне триъгълник.

Примерни неща:

За да изчислите нормалата на повърхността, имате нужда от два вектора. Тъй като имате три върха в 3D пространството, това означава, че тези примерни точки могат да съдържат триъгълник:

// Top triangle, three points in 3D space.
vertices = new float[] {
   -1.0f, 1.0f, -1.0f,
   1.0f, 1.0f, -1.0f,
   0.0f, 1.0f, -1.0f,
}

Имайки предвид тези три точки, сега можете да дефинирате два вектора чрез следното:

// Simple vector class, created by you.
Vector3f vector1 = new Vector3f();
Vector3f vector2 = new Vector3f();

vector1.x = vertices[0] - vertices[3];
vector1.y = vertices[1] - vertices[4];
vector1.z = vertices[2] - vertices[5];

vector2.x = vertices[3] - vertices[6];
vector2.y = vertices[4] - vertices[7];
vector2.z = vertices[5] - vertices[8];

Сега, когато имате два вектора, най-накрая можете да получите нормалата на повърхността, като използвате Кръстосан продукт. Накратко, кръстосаното произведение е операция, която води до нов вектор, съдържащ ъгъл, който е перпендикулярен на входните вектори. Това е нормалното, от което се нуждаем.

За да получите кръстосаното произведение във вашия код, трябва да напишете свой собствен метод, който го изчислява. На теория изчислявате кръстосаното произведение по следната формула:

A X B = (A.y * B.z - A.z * B.y, A.z * B.x - A.x * B.z, A.x * B.y - A.y * B.x)

В код (чрез използване на векторите по-горе):

public Vector3f crossProduct(Vector3f vector1, Vector3f vector2) {
    Vector3f normalVector = new Vector3f();

    // Cross product. The normalVector contains the normal for the
    // surface, which is perpendicular both to vector1 and vector2.
    normalVector.x = vector1.y * vector2.z - vector1.z * vector2.y;
    normalVector.y = vector1.z * vector2.x - vector1.x * vector2.z;
    normalVector.z = vector1.x * vector2.y - vector1.y * vector2.x;

    return normalVector;
}

Преди допълнителни коментари; можете да посочите вашите нормали в масив и просто да ги поставите в OpenGL, когато е необходимо, но вашето разбиране на тази тема ще бъде много по-добро, ако се задълбочите в нея и вашият код ще бъде много по-гъвкав.

Така че сега имаме нормал, през който можете да преминете, да присвоите векторните стойности на вашия нормален масив (като портовете на NeHe, но динамично) и да настроите OpenGL да използва GL_NORMAL_ARRAY, за да накарате OpenGL да отразява правилно светлината върху обекта:

gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY);

// I'm assuming you know how to put it into a FloatBuffer.
gl.glNormalPointer(GL10.GL_FLOAT, 0, mNormalsBuffer);

// Draw your surface...

Още един последен коментар; ако използвате други стойности на върховете (като 5.0f, 10.0f или по-големи), може да искате да нормализирате векторът, който се връща от метода crossProduct(), за да спечели известна производителност. В противен случай OpenGL трябва да изчисли новия вектор, за да получи единичния вектор и това може да е проблем с производителността.

Освен това вашето new float[] {-4f, 0.9f, 6f, 1f} за GL_POSITION не е съвсем правилно. Когато четвъртата стойност е зададена на 1.0f, това означава, че светлинната позиция е 0, 0, 0, без значение какви са първите три стойности. За да зададете вектор за вашата светлинна позиция, променете четвъртата стойност на 0.0f.

Трябва да презареждате позицията на светлината за всеки кадър, в противен случай източникът на светлина ще се движи заедно с камерата, което вероятно не е това, което искате. Освен това засенчването, което описвате, е напълно съвместимо с интерполираното осветление по върхове. Ако искате нещо по-добро, ще трябва да го направите на пиксел (което означава да внедрите свой собствен шейдър), или в противен случай да разделите вашата геометрия.