OpenGL+GLSLでポイントライトと距離減衰

距離によって強さが変わるライトの実装に成功した。

ある地点における光の強さは、光源までの距離を d 、一定減衰率を kc 、1時減衰率を k1 、2時減衰率を k2 とすると以下の式で表すことができます。

減衰率kc, k1, k2はそれぞれGL側（ホストプログラム）からシェーダ側に送ることができる。

以下はホスト側のプログラム

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1

//距離減衰

2	//kc: 一定減衰率 = 0

3	//k1: 1次減衰率 = 0

4	//k2: 2次減衰率 = 1.0 / (lightPos.y * lightPos.y)

5	glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, kc);

6	glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, k1);

7	glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, k2);

んで、フラグメントシェーダ側の記述は以下のとおり

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01	varying vec3 P;

02	varying vec3 N;

03

04	void main()

05

{

06	//法線やライティング情報を受け取る

07	vec3 L = gl_LightSource[0].position.xyz - P;

08

09	//ライトまでの距離

10	float d = length(L);

11

12	//ライトへの向きベクトルを正規化する

13	L = normalize(L);

14

15

//減衰係数

16	float attenuation = 1.0 / (gl_LightSource[0].constantAttenuation

17	+ gl_LightSource[0].linearAttenuation * d

18	+ gl_LightSource[0].quadraticAttenuation * d * d);

19

20	vec3 N = normalize(N);

21

22	//アンビエント確定

23	vec4 ambient = gl_FrontLightProduct[0].ambient;

24	float dotNL = dot(N, L);

25

26	//ディフューズ確定

27	vec4 diffuse = gl_FrontLightProduct[0].diffuse * max(0.0, dotNL);

28

29	vec3 V = normalize(-P);

30	vec3 H = normalize(L + V);

31	float powNH = pow(max(dot(N, H), 0.0), gl_FrontMaterial.shininess);

32

33	if(dotNL <= 0.0)

34

{

35	powNH = 0.0;

36

}

37

//スペキュラ確定

38	vec4 specular = gl_FrontLightProduct[0].specular * powNH;

39

40

//カラー値統合

41	gl_FragColor = ambient + diffuse + specular;

42

43	//減衰係数を乗じる

44	gl_FragColor *= attenuation;

45

}

まあほとんど教本のまんまなんですが・・・。

gl_LightSource[0].constantAttenuation
gl_LightSource[0].linearAttenuation
gl_LightSource[0].quadraticAttenuation

がそれぞれホスト側で設定した減衰係数です。

画像の式に当たるのがコメントで減衰係数と書いてあるところ。んで、最後にカラー値を統合したgl_FragColorに減衰係数をかけて明るさを確定してるわけですね。このあたりはレイトレースでやったことがかなり活きてるかんじ。