三维程序中聚光灯的技术分析

　　如图1所示，这是一个典型的聚光灯照耀下的场景：灯光从物件顶部左上方照射下来，在地面上形成椭圆形的光区并投下拉长的阴影。

图1

　　显然，聚光灯的光源、光柱和光区形成了一个圆锥体。实际上，聚光灯从本质上讲就是一个带有方向性的点光源，我们可以通过设置这个锥状体的参数来更改光照效果。

　　圆锥体的主要参数在于圆锥角。这也就是聚光灯照明范围的决定因素。一般情况下，这个角度在0°到90°之间。在此场景中，锥度成角为175°，整个聚光灯仿佛一个有着半球体照明范围的点光源，如图2所示。 网管论坛bbs_bitsCN_com

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图2

　　聚光灯的锥角还有一个用途，在三维程序中，针对聚光灯的锥角设置可以算出其深度贴图投影（Depth-mapped shadow）。图3即是根据灯光的放置将投影贴图的深度信息贮存于一张灰度图像中。

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图3 中国网管论坛bbs.bitsCN.com

　　聚光灯的锥角还决定了物件投影的可视程度。在很多三维应用程序中都提供了“从灯源的视角来观察场景”这一功能，这就可以有效地解决深度贴图投影的问题。在图4中由于灯光成角不佳造成阴影模糊不清。 网管下载dl.bitscn.com

图4

　　如果从聚光灯的视角来看看场景你会发现，这个物件本身在场景中占的比例太小了，以致阴影的投射深度不够。这就是问题的根本所在。
　　造成上述问题的原因有两个：灯光距离物件太远和灯光锥角太大。也许是想用单一的灯源来覆盖较大范围的场景吧。此时可以将灯光移近物件并缩小锥角，而不必去提高投影贴图的解析度，如图5所示。 网管u家u.bitsCN.com

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图5