用OPENGL建立一个小车，没添加光照前可以渲染出来，添加光照和材质后，轮子可以渲染出来，但是车身不见了为什么

Question

用OPENGL建立一个小车，没添加光照前可以渲染出来，添加光照和材质后，轮子可以渲染出来，但是车身不见了为什么？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在OpenGL中，当添加光照和材质之后，物体可能因为光照计算、材质设置或者其他图形管线参数的原因而无法正确显示。为了找出问题所在，我们可以从以下几个方面进行排查：

1. 检查光源位置和方向：确保光源的位置和方向是正确的，并且对模型有影响。
2. 检查光照模式：确认使用的光照模式（如 ambient, diffuse, specular, 或者是它们的组合）是否正确。
3. 检查材质属性：确保你为车身和轮子设置了不同的材质属性，比如颜色、反射率、透明度等。
4. 检查深度缓冲：有时由于深度缓冲的问题，可能会导致一些部分被遮挡。确保深度测试是开启的，并且正确地配置了深度函数。
5. 检查着色器：如果你使用的是着色器，确保顶点着色器和片段着色器中的光照计算逻辑没有错误。

下面是一个基本的示例代码，展示了如何在OpenGL中创建一个简单的场景，包含一个带光照的小车。这个例子使用了现代OpenGL（也称为OpenGL Core Profile），并且假设你已经设置了窗口和上下文。我们将使用GLSL着色器处理光照。

首先，我们需要创建一个简单的立方体作为车身，和两个圆柱体作为轮子。然后我们定义一个光源和材质属性。接着，我们将实现一个简单的Phong光照模型。

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <glm/glm.hpp>

// ... (其他必要的头文件)

const char* vertexShaderSource = R"(
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

out vec3 ourColor;

void main()
{
    gl_Position = projection * view * model * vec4(aPos, 1.0f);
    ourColor = vec3(1.0f, 0.5f, 0.2f); // 车身颜色
}
)";

const char* fragmentShaderSource = R"(
#version 330 core
in vec3 ourColor;
uniform vec3 lightPos;
uniform vec3 objectColor;
uniform vec3 ambientLight;
uniform vec3 diffuseLight;
uniform vec3 specularLight;
uniform float shininess;
uniform float constantAttenuation;
uniform float linearAttenuation;
uniform float quadraticAttenuation;

out vec4 FragColor;

void main()
{
    vec3 norm = normalize(normalize(gl_NormalMatrix * gl_Normal));
    vec3 lightDir = normalize(lightPos - gl_ModelViewPosition);
    float diff = max(dot(norm, lightDir), 0.0);
    vec3 ambient = ambientLight * objectColor;
    vec3 diffuse = diff * diffuseLight * objectColor;
    vec3 spec = normalize(-lightDir);
    vec3 viewDir = normalize(-gl_ViewDirection);
    float specAngle = max(dot(norm, spec), 0.0);
    vec3 specular = pow(specAngle, shininess) * specularLight;
    
    vec3 result = (ambient + diffuse + specular) * constantAttenuation
                 + (diffuse + specular) * linearAttenuation * length(lightPos - gl_ModelViewPosition)
                 + specular * quadraticAttenuation * pow(length(lightPos - gl_ModelViewPosition), 2);

    FragColor = vec4(result, 1.0f);
}
)";

int main()
{
    // 初始化glfw并创建窗口
    // ...

    // 初始化GLEW
    glewInit();

    // 创建顶点数据
    // ...
    // 车身顶点数据
    GLfloat carVertices[] = {
        // ... (车身顶点坐标)
    };
    // 轮子顶点数据
    GLfloat wheelVertices[] = {
        // ... (轮子顶点坐标)
    };

    // ... (创建VAOs, VBOs, EBOs)

    // 编译并链接着色器
    // ...

    // 设置视口和投影矩阵
    // ...

    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 清除屏幕
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

        // 绘制车身
        glUseProgram(shaderProgram);
        glUniformMatrix4fv(modelLocation, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(glm::mat4(1.0)));
        glUniformMatrix4fv(viewLocation, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(camera.GetView()));
        glUniformMatrix4fv(projectionLocation, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projection));

        glBindVertexArray(carVAO);
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, carIndices.size(), GL_UNSIGNED_INT, 0);
        glBindVertexArray(0);

        // 绘制轮子
        glUseProgram(shaderProgram);
        glUniformMatrix4fv(modelLocation, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(glm::translate(glm::vec3(1.0f, 0.5f, 0.0f))));
        glUniformMatrix4fv(viewLocation, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(camera.GetView()));
        glUniformMatrix4fv(projectionLocation, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projection));

        glBindVertexArray(wheelVAO);
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 36);
        glBindVertexArray(0);

        // 更新窗口
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

    // 清理资源
    // ...

    return 0;
}

在这个示例中，我们使用了一个简单的Phong光照模型，它包括环境光、漫反射光和镜面高光。确保你已经在fragmentShaderSource中设置了正确的光源位置和材料属性。如果车身仍然不可见，请检查你的顶点数据和索引数组是否正确。同时，确保你在初始化时开启了深度测试。

如果你还有问题，或者需要进一步的帮助，请提供更多的信息，例如你的具体代码段、错误消息以及你尝试过哪些调试步骤。这样我可以更准确地帮助你定位问题。