为什么我的漫反射照明在 Java 中计算错误？

Question

我用于 L、V 和 R 的方程式如下：

Vector3 L = (P.subtract(light.getPosition())).normalised();
Vector3 V = P.subtract(O).normalised();
Vector3 R = L.normalised().reflectIn(N.normalised()).normalised();

ColorRGB diffuse = C_diff.scale(k_d).scale(I);
double N_dot_L = N.normalised().dot(L.normalised());
N_dot_L = Math.max(0.0, N_dot_L);
diffuse = diffuse.scale(N_dot_L);

ColorRGB specular = C_spec.scale(k_s).scale(I);
double R_dot_V = R.normalised().dot(V.normalised());
R_dot_V = Math.pow(Math.max(0.0, R_dot_V), alpha);
specular = specular.scale(R_dot_V);

在哪里

• L 是从光源到物体的光方向矢量
• V 是从物体到相机的方向向量
• R 是反射光线的方向矢量，与表面法线的 L 方向相反
• C_diff 和 C_spec 以及 alpha 是方程中的常数

很遗憾，SO 不允许我发布我的图片，所以我只能将它包含在一个链接中（见下文）。 Image of Equation

由于这是一个重大项目，当我如此密切地遵循等式时，我无法理解为什么我的实现是错误的。我已将错误来源缩小到此代码 sn-p，希望有人能告诉我我的代码哪里出错了。

我似乎找不到错误，因为它完全符合方程式。

Answer 1

问题是对N_dot_L 所需符号的误解。

您计算L 的方式给出了一个从光到表面上的点的向量；如果光线到达表面，那么点积 N_dot_L 将是 negative 而不是正 - 因此，通过将它的 Math.max 和 0 取为 0，您将 始终 夹住它暴露在光线下的表面为零。

要解决这个问题，请在相反方向获取光线矢量，即L = ((light.getPosition()).subtract(P)).normalized()。