点光源距离衰减

为点光源加入距离衰减，让离光源近的区域更亮，远的区域更暗。

概览

• 使用一个有明确位置的点光源。
• 让光照随着距离增加自然减弱。

学习目标

• 理解点光源位置与片元位置之间的距离关系
• 使用衰减公式控制光照强度
• 观察空间距离对渲染结果的影响

前置知识

• point-light
• ambient-diffuse

关键知识点

• 点光源依赖位置，而不只是方向。
• 常见衰减形式是 1.0 / (1.0 + k * d * d)。
• 漫反射项和衰减项通常需要相乘。

实现步骤

1. 定义一个位于球体上方的光源位置。
2. 计算当前片元到光源的向量。
3. 先保存距离，再把向量归一化用于漫反射。
4. 根据距离生成 attenuation。
5. 用 diffuse * attenuation 得到最终亮度。

自检

• 球体是否在靠近光源的位置更亮？
• 光源移动时，亮区是否会随之移动？
• 衰减是否平滑，而不是突然截断？

常见错误

• 先归一化再拿去算距离。
• 只做衰减，没有保留漫反射方向信息。
• 衰减参数过强，导致整个球几乎全黑。

答案解析

方向光只需要方向，点光源还需要位置。

光照方向

先计算片元指向光源的向量，再归一化后参与漫反射。

距离

在归一化之前保存距离值，因为衰减需要真实长度。

衰减

把距离代入衰减公式，让亮度随空间距离逐渐减弱。