VTK中的光照

vtkLight: 用于定义一个或多个光源。每个光源可以有其颜色、位置、焦点等属性。
vtkActor: 每个vtkActor对象（代表场景中的一个对象）都有自己的属性，包括材质属性(material properties)，这些属性决定了该对象如何响应光。
vtkRenderer: 负责管理场景中的所有元素，包括光源和actor，并且控制着场景的最终渲染。

1. vtkLight 的两种类型：位置光照和方向光照

位置光照 (Positional Light)：
    也称为聚光灯（Spotlight）。
    光源的位置在渲染场景中的某个具体点。
    可以指定光源的衰减值、锥角等参数，模拟现实世界中的灯光效果。
    示例：台灯、手电筒等。

方向光照 (Directional Light)：
    光源位于无穷远处，光线被认为是平行的。
    常用于模拟自然界的太阳光。
    默认情况下，vtkLight 是方向光照。

关键点： 光源的方向由其位置 (SetPosition) 和焦点 (SetFocalPoint)
的连线决定。如果光源是方向光照，则它的位置可以看作是无穷远，而方向由焦点决定。

2. vtkLight 的常用方法

以下是 vtkLight 提供的一些常用方法及其作用： (1) 设置光照颜色

SetColor(double r, double g, double b)：
    设置光源的颜色，使用 RGB 格式。
    参数范围通常是 [0.0, 1.0]。
    示例：light->SetColor(1.0, 0.0, 0.0); 将光源颜色设置为红色。

(2) 设置光源位置

SetPosition(double x, double y, double z)：
    设置光源的位置。
    对于位置光照，这是光源的具体坐标。
    对于方向光照，这是光源的方向向量。

(3) 设置焦点

SetFocalPoint(double x, double y, double z)：
    设置光源的焦点。
    光源的方向是从光源位置指向焦点。

(4) 设置光照强度

SetIntensity(double intensity)：
    设置光源的强度，默认值为 1.0。
    强度越高，光照越亮。

(5) 打开或关闭光源

SetSwitch(int onOff) / SwitchOn() / SwitchOff()：
    控制光源的开关状态。
    SetSwitch(1) 或 SwitchOn() 表示打开光源。
    SetSwitch(0) 或 SwitchOff() 表示关闭光源。
    GetSwitch() 返回当前光源的开关状态。

3. 方法命名风格

VTK 中的方法命名遵循一定的模式，便于理解和使用。以下是常见的命名风格：

SetXXX() 和 GetXXX()：
    SetXXX() 用于设置某个属性的值。
    GetXXX() 用于获取某个属性的当前值。

示例

light->SetIntensity(2.0);  // 设置光照强度为 2.0
double intensity = light->GetIntensity();  // 获取当前光照强度

XXXOn() 和 XXXOff()：

XXXOn() 等价于 SetXXX(1)，表示开启某个属性。
XXXOff() 等价于 SetXXX(0)，表示关闭某个属性。

示例

light->SwitchOn();  // 打开光源
light->SwitchOff(); // 关闭光源

SetPositional() 和 GetPositional()：

SetPositional(int) 用于设置光源是否为位置光照。
    SetPositional(1) 表示启用位置光照。
    SetPositional(0) 表示禁用位置光照（即使用方向光照）。
GetPositional() 返回当前光源是否为位置光照。

示例：

 light->SetPositional(1);  // 启用位置光照
bool isPositional = light->GetPositional();  // 检查是否为位置光照

4. vtkProp 的可见性与 vtkLight 的开关

在 VTK 中，类似的命名风格不仅适用于 vtkLight，还适用于其他类，例如 vtkProp（所有可视化对象的基类）。以下是一些类比：

vtkProp 的可见性控制：
    SetVisibility(int) / GetVisibility() / VisibilityOn() / VisibilityOff()。

示例：

actor->VisibilityOn();  // 显示对象
actor->VisibilityOff(); // 隐藏对象

vtkLight 的开关控制：

SetSwitch(int) / GetSwitch() / SwitchOn() / SwitchOff()。

示例：

light->SwitchOn();  // 打开光源
light->SwitchOff(); // 关闭光源

示例

#include <iostream>
#include <vtkSmartPointer.h>
#include <vtkRenderWindow.h>
#include <vtkRenderer.h>
#include <vtkRenderWindowInteractor.h>
#include <vtkInteractorStyleTrackballCamera.h>
#include <vtkCylinderSource.h>
#include <vtkPolyDataMapper.h>
#include <vtkActor.h>
#include <vtkProperty.h>
#include <vtkAutoInit.h>
#include <vtkSphereSource.h>
#include <vtkLineSource.h>
#include <vtkPlaneSource.h>
#include <vtkLight.h>
#include <vtkNamedColors.h>
using namespace std;

VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingOpenGL2);
VTK_MODULE_INIT(vtkInteractionStyle);
VTK_MODULE_INIT(vtkRenderingFreeType);

int main()
{
	vtkNew<vtkNamedColors> colors;

	// 创建球体数据源
	vtkNew<vtkSphereSource> sphereSource;
	sphereSource->SetCenter(0.0, 0.0, 0.0);
	sphereSource->SetRadius(1.0);

	// 映射器
	vtkNew<vtkPolyDataMapper> mapper;
	mapper->SetInputConnection(sphereSource->GetOutputPort());

	// 创建演员
	vtkNew<vtkActor> actor;
	actor->SetMapper(mapper);
	actor->GetProperty()->SetColor(colors->GetColor3d("MistyRose").GetData());

	// 渲染器
	vtkNew<vtkRenderer> renderer;
	renderer->AddActor(actor);
	renderer->SetBackground(0.0, 1.0, 0.0);

	// 添加光源
	vtkNew<vtkLight> light;
	light->SetPositional(1);  // 设置为位置光照
	light->SetPosition(1, 1, 1);
	light->SetFocalPoint(0, 0, 0);
	light->SetConeAngle(30);
	light->SetDiffuseColor(colors->GetColor3d("White").GetData());
	light->SetSpecularColor(colors->GetColor3d("White").GetData());
	light->SetIntensity(2.0);  // 设置光照强度
	light->SwitchOn();         // 打开光源
	//light->SwitchOff();
	renderer->AddLight(light);

	// 渲染窗口
	vtkNew<vtkRenderWindow> renderWindow;
	renderWindow->AddRenderer(renderer);
	renderWindow->SetSize(640, 480);
	renderWindow->SetWindowName("LightingExample");

	
	// 渲染窗口交互器
	vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> renderWindowInteractor;
	renderWindowInteractor->SetRenderWindow(renderWindow);
	// style风格
	vtkNew<vtkInteractorStyleTrackballCamera> style;
	renderWindowInteractor->SetInteractorStyle(style);  // 修正：通过交互器设置样式


	// 开始渲染
	renderWindow->Render();
	renderWindowInteractor->Start();
	

	return 0;
}