6.1 灯光与材质的相互作用
当使用光照时，我们不再直接指定顶点颜色；而是指定材质和灯光，然后使用光照方程，根
据灯光与材质的相互作用计算顶点颜色。这样可以产生非常逼真的物体颜色（再次比较图
6.1中的球体）。
材质可以被认为是决定灯光如何与物体表面相互作用的属性。例如，表面反射的灯光颜色、
吸收的灯光颜色、反射率、透明度和光泽度都是构成表面材质的参数。不过，在本章中，我
们主要讲解的是表面反射的灯光颜色、吸收的灯光颜色和光泽度。
在我们的光照模型中，光源可以发射各种强度的红、绿、蓝光；通过这一方式，我们可以模
拟很多灯光颜色。当光线从光源发出照射到一个物体上时，一部分光线会被物体吸收，另一
部分光线会被反射回来（对于透明物体，比如玻璃，还会有一部分光线会从物体中间穿过，
不过在这里我们先不用考虑透明度的问题）。反射光会沿着它的新路径传播，可能会照射在
其他物体上，其中一部分光线会被物体吸收，另一部分光线会再次反射。在光线的能量完全
耗尽之前，它会照射到许多物体。很可能会有一部分光线最终传入人的眼睛（参见图 6.2），
触碰到视网膜上的光感细胞（称为圆锥细胞和棒条体）。
图 6.2：(a)连续射入的白色光线。(b)当光线照射到圆柱体上时，一部分光线会被圆柱体吸收，另一部分
光线分散传向眼睛和球体。(c)当圆柱体的反射光照射到球体上时，一部分光线会被球体吸收，另一部分光
线会再次反射，传入眼睛。(d)眼睛收到入射光线，看到物体。
根据三原色理论（参见[Santrock03]），视网膜包含三种类型的有色光感受器，分别对红、
绿、蓝光（以及某些重叠部分）敏感。根据光的波长改变射入的 RGB 光线强度，刺激相应
的光感受器。这样，光感受器就会受到刺激（或者不受刺激），神经触突会通过视觉神经传
送到大脑，大脑根据光感受器产生的信号形成头脑中的最终图像。（当然，如果你闭上或盖
上眼睛，感受器细胞就不会受到刺激，大脑也就会一片空白。）
例如，再次考虑图 6.2。假设圆柱体的材质反射 75%的红光和 75%的绿光，其余光线均被圆
柱体吸收；球体反射 25%的红光，其余光线均被球体吸收。同时，假设光源发射的光线为纯
白色光线。当光线照射到圆柱体上时，所有的蓝光会被吸收，只有 75%的红光和 75%的绿光
