由于Chrono的官方教程在一些細節方面解釋的并不清楚，自己做了一些嘗試，做學習總結。

上一篇文章中，自己【用sketchup重建了三維場景】，但導入chrono中顏色很不正確，幾乎都是白色的，但也不是完全白色。經過了一系列的測試，找到了問題。

說明：由于本人不專門搞三維重建，因此可能有表述用詞不嚴謹，本文僅供說明含義，沒有去究用詞。

1、obj格式文件的存儲

從Sketchup導出帶紋理信息的obj文件后，會生成三個文件：xxx.obj, xxx.mtl，和xxx文件夾。

其中，xxx.obj是三維模型，不帶有任何貼圖，沒有顏色的。mtl文件為material的縮寫，表示模型的材質，xxx文件夾是具體的貼圖圖片。

進一步解釋，就是在（chrono/meshlab/cloudcompare）打開一個obj文件時，如果找到了obj文件對應的mtl文件，就會根據mtl文件中定義的每個mesh面的參數，加載貼圖。

一個典型的mtl文件的內容如下：

## Alias OBJ Material File
# Exported from SketchUp, (c) 2000-2012 Trimble Navigation Limitednewmtl TGA2021_6_302
Ka 0.200000 0.000000 0.000000
Kd 0.349020 0.337255 0.313725
Ks 0.330000 0.330000 0.330000
map_Kd outdoor_simple/TGA2021_6_302.jpg# 下一個面的參數

其中Ka, Kd, Ks為三個參數，下面會講；最后的map_Kd就是貼圖，對應的貼圖在xxx文件夾當中。貼在TGA2021_6_302這個面上。

如果說找不到mtl文件，或者丟失了紋理文件夾，打開obj就是一個沒顏色的，如下圖。同時，meshlab或者cloudcompare都會警告你沒有找到對應的紋理：

2、mtl文件參數說明

直接貼chatgpt給出的說明：

Ka (Ambient Reflectivity, 環境反射率)：
解釋：Ka 用于定義材質的環境光反射率，也就是材質在環境光（ambient light）下的顏色。
格式：Ka R G B，其中 R、G、B 是紅、綠、藍三種顏色的反射率值，范圍通常為 0.0 到 1.0。
作用：環境光是模擬從所有方向均勻照射到物體上的光，它的反射率決定了物體在環境光下的基本顏色。
示例：Ka 0.200000 0.200000 0.200000 表示材質在環境光下反射 20% 的紅、綠、藍光。

Kd (Diffuse Reflectivity, 漫反射率)：
解釋：Kd 用于定義材質的漫反射光反射率，也就是材質在漫射光（diffuse light）下的顏色。
格式：Kd R G B，同樣 R、G、B 的范圍為 0.0 到 1.0。
作用：漫射光是從特定方向照射到物體上，并在表面均勻反射的光。它主要影響材質的顏色和亮度。
示例：Kd 1.000000 1.000000 1.000000 表示材質在漫射光下反射 100% 的紅、綠、藍光，即材質呈現白色。

Ks (Specular Reflectivity, 鏡面反射率)：
解釋：Ks 用于定義材質的鏡面反射光反射率，也就是材質在鏡面光（specular light）下的顏色。
格式：Ks R G B，同樣 R、G、B 的范圍為 0.0 到 1.0。
作用：鏡面光是模擬光線在表面反射產生的高光（specular highlights），它的反射率決定了材質的光澤度和反射光的顏色。
示例：Ks 0.330000 0.330000 0.330000 表示材質在鏡面光下反射 33% 的紅、綠、藍光。

也就是說，Ka是對“環境光/ambient light”的“顯示”，Kd和Ks是對主動光的“顯示”。

• 環境光：模擬從所有方向均勻照射到物體上的光，它的反射率決定了物體在環境光下的基本顏色。
• 特定光/主動光：不同于環境光的光線，物體受到主動光后，會“漫反射”和“鏡面反射”

3、問題分析

從sketchup導出的文件可以看出，所有物體的Ka都是0，僅存在Kd和Ks。所以，這個帖圖受環境光影響，只受主動光照的影響。

那么，既然場景中都是白色，是不是因為太亮了？
代碼中的實現如下：

vis->AddLight(ChVector<>(-50, -50, 200), 300, ChColor(0.7f, 0.7f, 0.7f))
vis->AddLight(ChVector<>(+50, +50, 200), 300, ChColor(0.7f, 0.7f, 0.7f));
vis->AddLight(ChVector<>(-50, +50, 200), 300, ChColor(0.7f, 0.7f, 0.7f));
vis->AddLight(ChVector<>(+50, -50, 200), 300, ChColor(0.7f, 0.7f, 0.7f));

可以看出，之前照抄的這段代碼，打了4束主動光，強度都是0.7。那么再綜合Kd這個漫反射參數，可以發現，4個0.7作用下，乘以漫反射系數，仍然超過了1，因此顯示出了白色。所以，如果把0.7改小，是不是會有所好轉？

改成0.2f后，確實山的顏色正常了，但問題是陰影區域顏色太暗了，看不清。

那么再回到Ka參數，既然都是0，那么修改Ka是不是能解決？于是將Ka的0全部修改為1試了下，沒有任何效果。

什么原因呢？那就是環境中并沒有“環境光”，chrono中AddLight添加的是主動光，而不是環境光。于是搜了半天，果然chrono中可以添加環境光，代碼如下（添加“滿”環境光，即255）：

vis->GetSceneManager()->setAmbientLight(irr::video::SColor(0, 255, 255, 255));

注意：這個函數在chrono不同版本中的定義不同，請自行查找自己版本的代碼對應的定義。四個參數可能是alpha, r, g, b，也可能是r,g,b,alpha；可能是u32類型，也可能是float類型。

這樣，就可以看到物體“本身”的顏色了。只不過這樣主動光再一疊加，主動光直射部分還是容易泛白，因此我們可以把主動光全部關掉，只留環境光。

但是此時又發現了一個問題，那就是“純色”區域顯示的是灰色的，例如右側的山峰。這是因為純色區域在mtl文件中并沒有“貼圖”，只是通過Kd和Ks參數控制了顏色，因此主動光是0時環境光的Ka參數都是1，所以就會是灰色的。比如，下面這個xtl中stone1是貼圖，而Vegetatin_Blur7是純色（沒有貼圖文件）：

因此，再把純色區域的Ka不要設置成全1，而是用Kd參數即可。下圖中“山”的顏色正常了。但改起來比較麻煩，可以寫個腳本自動實現。

4、總結

啰嗦半天，更多的展示了試湊過程。總結如下：

• obj文件的顏色來自mtl文件定義，有兩種顏色：貼圖或者是純色
• obj中的每個面有三個參數決定顏色，Ka，Kd和Ks；Ka是“環境光”的“響應”，Kd是“主動光”的散射，Ks是“主動光”的反射，大概是一個：“顏色=(環境光 x Ka) + (主動光 x Kd) + (主動光 x 觀看角度 x Ks)” 這么一個關系（不是嚴格表達式，僅供理解）
• chrono的光照有兩種，主動光由代碼AddLight添加，或者環境光由setAmbientLight添加；
• chrono中最終顯示的mesh顏色，由主動光和Kd/Ks參數作用，加上環境光和Ka作用最終實現。區域白色說明主動光+環境光過高了，黑色區域為主動光少/遮擋/環境光太暗，對應上述公式調整；
• 調整思路，就是直接改變主動光或環境光，如果物體本身的材質差距比較大，再去編輯mtl文件修改對應參數

遺留問題/Issue

那么，有一個問題：如果修改了Kd/Ks，激光雷達在仿真時，intensity的數值是否會發生改變？換句話說，在chrono中由于光照“看起來”顏色不一樣的物體，會影響lidar的采集數據么？

答：簡單測了下，好像沒有區別。Kd/Ks設置為0，lidar的采集intensity看起來還是一樣的。