GLSL光线（衰减，颜色和强度）公式

我正在Voxel引擎中实现点光源，我真的在努力获得良好的光流，从光源附近的100％到光半径的0％。

我对该函数有5个参数：

1. 浅色（Vec3）
2. 光强度（距光的距离，直到衰减为100％的距离）
3. 光线到碎片的距离
4. 从片段法线到光的角度
5. 灯的位置

谁能按正确的方向推动我创建用于计算片段颜色的函数？

我的其中一项实验的图片：

编辑（字节请求当前代码）请注意，这只是我这边的一些实验代码。我从一个网站上获得了一个float att，它虽然可以正常工作，但远非完美。：

void main()
{
// Light color
vec3 torchColor = vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f);

float lightAdd = 0.0f;
for (int i=0; i<5; i++) {
    vec3 pos = lights[i];
    if (pos.x == 0.0f) continue;

    float dist = distance(vertex_pos, pos);
    if (dist < 9) {
        float att=1.0/(1.0+0.1*dist+0.01*dist*dist);
        vec3 surf2light = normalize(pos - vertex_pos);
        vec3 norm = normalize(normal);
        float dcont=max(0.0,dot(norm,surf2light));
        lightAdd += att*(dcont+0.4);
    }
}

vec3 textureColor = texture2D(texture, texture_coordinate).rgb;
vec3 torch_output = lightAdd * torchColor;

vec3 final_color = ((0.1+torch_output) * textureColor);

gl_FragColor = vec4(final_color, 1.0f); 
}

您所拥有的衰减功能，

att = 1.0 / (1.0 + 0.1*dist + 0.01*dist*dist)

在计算机图形学中是一种相当普遍的语言-或更一般而言，1.0 / (1.0 + a*dist + b*dist*dist))对于某些可调整的参数a和b。要了解此曲线的工作方式，以交互方式使用参数很有帮助。该曲线之所以不错，是因为它在大距离上接近物理上正确的平方反比定律，但在短距离上不会射向无穷大。实际上，a = 0它是球形区域光的一个很好的模型。

然而，它的一个缺点是光在任何有限距离处都不会完全变为零。出于实时CG的实际目的，我们通常需要像在处理该if (dist < 9)子句时一样，在有限距离内切断灯光。但是，9的半径太短-在衰减功能中进行了设置，直到dist大约为100时，光线才会接近于零。

您可以根据b衰减函数中的参数计算光的半径（因为二次项在较大距离处占优势）。假设您要在衰减达到某个值minLight（例如0.01）时将其切断。然后设置

radius = sqrt(1.0 / (b * minLight))

这给出了100的半径b = 0.01和minLight = 0.01。另外，您可以设置半径并计算b以匹配：

b = 1.0 / (radius*radius * minLight)

对于radius = 9和minLight = 0.01，给出了b = 1.23。您可以使用任何一种方式进行设置，但关键是使半径和衰减函数匹配，以便在衰减函数已经非常低之前不要切断光源，这样就不会看到锐利的边缘。

综上所述，您可以使用其他衰减功能。另一个相当常见的是：

att = clamp(1.0 - dist/radius, 0.0, 1.0); att *= att

或稍微更高级：

att = clamp(1.0 - dist*dist/(radius*radius), 0.0, 1.0); att *= att

也可以使用那些参数。这些曲线的优点是，在给定的半径处精确地变为零，同时看起来仍然像自然的平方反比定律。