Three.js：Lambert和Phong之间的确切区别是什么？

Question

我理解Lambert和Phong在一般计算机图形学中的区别。我也理解如何使用three.js更改和创建自己的材料。但我无法弄清楚MeshLambertMaterial和MeshPhongMaterial在默认状态下的区别。

我尝试在一个带有单向光源和125个球体的场景上切换它们，我看不出任何差异。 Three.js正在我书的一章中使用，因此我需要确保所有信息的准确性和准确性。

谢谢， 沙恩

Answer 1

谢恩，你感到困惑并不是你的错。

Lambert是一种照射模型（具有物理基础），用于从表面反射的光，以入射照明相对于入射点处表面法线的方向表示。

Phong是一个更加细致入微的阴影模型（尽管它更像一个hacky），它说光是由环境+漫反射+镜面反射分量组成的。它将环境分量视为常量（hack！），使用上述Lambertian模型的漫反射分量，以及使用幂律衰减的镜面反射分量（这是一个聪明的黑客，大致接近实际的BRDF）。

“Phong”这个词也是一种插值方法（当在现代三角形渲染管道的上下文中使用时）。计算三角形内部像素的照度时，您有两种选择：

1. Gouraud着色：使用重心坐标计算三个顶点的颜色并在内部进行插值，或

2. Phong着色：使用三个顶点处的法线，在内部插入法线，并在每个像素处使用此插值法线计算着色。

这就是为什么（正如@RayToal指出的那样），如果你的镜面反射“高光”落在三角形的内部，没有一个顶点是明亮的，但是Phong阴影会插入法线并且会有一个亮点在渲染三角形的内部。

Answer 2

我假设你想要在three.js中实现MeshLambertMaterial和MeshPhongMaterial之间的确切差异。

您必须区分着色模型和照明模型。 Three.js没有实现'纯'Phong或Lambert模型。

对于MeshLambertMaterial，在每个顶点处执行照明计算，并且在多边形的面上插入所得到的颜色。 （Gouraud阴影;（广义）Lambert照明模型）

对于MeshPhongMaterial，顶点法线在多边形的表面上进行插值，并且在每个纹素处执行照明计算。 （Phong着色;（广义）Phong照明模型）

当你有一个靠近脸部的pointLight时，你会看到一个明显的区别 - 尤其是当光线的衰减距离小于到脸部顶点的距离时。

对于这两种材质，在FlatShading的情况下，面法线取代每个顶点法线。

three.js.r.66

Answer 3

在计算机图形学中，将 Phong反射模型与 Phong着色混淆是很常见的。虽然前者是像兰伯特这样的点的局部照明模型，但后者是像Gouraud阴影那样的插值方法。如果您发现难以区分它们，请参阅以下每个主题的详细文章列表。 http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_common_shading_algorithms

Answer 4

如果您了解一点GLSL，我认为您最好的办法是查看两种情况下生成的顶点/片段着色器并查找差异。您可以使用http://benvanik.github.com/WebGL-Inspector/获取程序代码，或者将console.log()放在三个js源中的正确位置（查找buildProgram，您应该输出prefix_fragment + fragmentShader和{{1}看程序代码）。

此外，您还可以查看用于创建两个着色器的构建块：

兰伯特：https://github.com/mrdoob/three.js/blob/master/src/renderers/WebGLShaders.js#L2036 Phong：https://github.com/mrdoob/three.js/blob/master/src/renderers/WebGLShaders.js#L2157

它可能比查看源程序代码更具可读性。