GLSLのライティング基礎メモ

* 平行光源の光の強さは、光源の方向のみに依存するので、各頂点の明るさは、法線 n と、光源の方向 l の内積（の関数）になります。
* 反射光の光の強さは、ライトベクトルと視線への反射ベクトルのハーフベクトルと面法線の内積で計算します。
* 環境光は計算量が多いので、単に色を乗せるだけで済ませます。

※ライトベクトルおよび視線の反射ベクトルは、モデルの回転に対する逆行列を掛けることで正しく表示されます。
ライトが固定して、ポリゴンが回る=ポリゴンを固定して、ライトを逆方向に回す

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<script id="vs" type="x-shader/x-vertex">
    attribute vec3 position;     // 頂点属性：頂点座標位置
    attribute vec3 normal;       // 頂点属性：頂点法線
    attribute vec4 color;        // 頂点属性：頂点色
    uniform mat4 mvpMatrix;      // MVPマトリックス
    varying vec3 vNormal;        // フラグメントシェーダへ法線を渡す
    varying vec4 vColor;         // フラグメントシェーダへ色を渡す
    void main(){
        vNormal = normal;
        vColor = color;
        gl_Position = mvpMatrix * vec4(position, 1.0);
    }
</script>
<script id="fs" type="x-shader/x-fragment">
    precision mediump float;
    uniform mat4 invMatrix;      // inverseマトリックス
    uniform vec3 lightDirection; // 平行光源の向き
    uniform vec3 eyePosition;    // カメラの位置
    uniform vec3 centerPoint;    // カメラの注視点
    uniform vec4 ambientColor;   // 環境光の色
    varying vec3 vNormal;
    varying vec4 vColor;
    void main(){
        // カメラの位置と注視点を用いて視線を算出
        vec3 eyeDirection = (-1.0 * eyePosition - centerPoint);
        // 視線ベクトルを逆行列で修正
        vec3 invEye = normalize(invMatrix * vec4(eyeDirection, 1.0)).xyz;
        // ライトベクトルを逆行列で修正
        vec3 invLight = normalize(invMatrix * vec4(lightDirection, 1.0)).xyz;
        // ハーフベクトルを算出
        vec3 halfVector = normalize(invLight + invEye);
        // 拡散光の強度を算出
        float diff = clamp(dot(invLight, vNormal), 0.1, 1.0);
        // 反射光の強度を算出
        float spec = pow(clamp(dot(halfVector, vNormal), 0.0, 1.0), 20.0);
        // 最終出力カラー
        vec3 dest = vColor.rgb * diff + spec + ambientColor.rgb;
        gl_FragColor = vec4(dest, vColor.a);
    }
</script>
```