手写光照：Lambert、Phong 与 Fresnel

三个向量

几乎所有经典光照模型都只围绕三个单位向量展开，它们都在世界空间中计算：

• N：表面法线。插值后长度会变短，片元着色器里要重新 normalize。
• L：从表面指向光源。
• V：从表面指向相机（cameraPosition - vWorld）。

Lambert 漫反射

粗糙表面把光均匀地散向各个方向，亮度只取决于光线入射角的余弦：

float NdotL = max(dot(N, L), 0.0);
vec3 color = uAmbient * uAlbedo + uAlbedo * uLightColor * NdotL;

max(..., 0.0) 保证背光面不会出现负光。环境光项是对周围间接光的粗略近似。

Phong 高光

光滑表面会把光反射到镜面方向。Phong 先求出反射方向 R，再看它与视线有多接近：

vec3 R = reflect(-L, N);
float spec = pow(max(dot(R, V), 0.0), uShininess);

指数（shininess）越大，高光越小越锐利。

Blinn-Phong 高光

Blinn 改用 L 与 V 的半程向量 H，比较它与法线的夹角。计算更省，掠射角下的高光也更自然。OpenGL 固定管线时代的默认光照就是它。同样的锐度大约需要 Phong 指数的 4 倍：

vec3 H = normalize(L + V);
float spec = pow(max(dot(N, H), 0.0), uShininess * 4.0);

Fresnel 边缘光

现实中，几乎所有材质在掠射角下都会变得更反光（菲涅尔效应）。用 1 - dot(N, V) 来近似：正对相机时为 0，轮廓边缘处趋近 1。乘方控制边缘的宽窄：

float rim = pow(1.0 - max(dot(N, V), 0.0), uRimPower);

它让物体从背景中“跳”出来，常用于角色描边和科幻效果。

Gamma

光照要在线性空间里计算，最后再用 pow(color, 1.0 / 2.2) 编码给显示器。跳过这一步，暗部会显得过黑，过渡也会变得生硬。