组件：光源
光源在渲染有个方面的作用，一方面，光源为场景中的物体提供光照，另外一方面，也为接受阴影的物体产生阴影贴图， Arche 提供了四种光源：
- 环境光（
AmbientLight）并不是一种组件，因为其不需要设定具体的姿态，因此无需挂在到Entity，而是直接内置到Scene当中 - 点光源（
PointLight）：从单点出发朝所有方向发射光线 - 聚光灯（
SpotLight）：从单点出发，在特定方向的角度范围内发射光线 - 有向光（
DirectLight）：朝着某个特定方向的光线
光源组件的基类 Light 除了作为三大光源组件的基础，还提供阴影渲染所需要的参数：
bool enableShadow();
void setEnableShadow(bool enabled);
/**
* Shadow bias.
*/
float shadowBias();
void setShadowBias(float value);
/**
* Shadow intensity, the larger the value, the clearer and darker the shadow.
*/
float shadowIntensity();
void setShadowIntensity(float value);
/**
* Pixel range used for shadow PCF interpolation.
*/
float shadowRadius();
void setShadowRadius(float value);
virtual Matrix4x4F shadowProjectionMatrix() = 0;
在 Arche 渲染阴影时，需要从三个方面描述阴影是否发生：
Light通过enableShadow判断是否需要根据该光源渲染特定的阴影贴图。Renderer通过castShadow判断是否需要在渲染阴影贴图时被渲染。Renderer通过receiveShadow判断是否需要在渲染时还需要考虑阴影带来的影响。
环境光
环境光并不是一种组件，因为他不需要任何姿态位置的信息，而是全局光照。因此被直接内置到了 Scene 当中。 全局光照是一个非常复杂的问题，目前环境光为整个场景提供一个统一的漫反射光：
struct EnvMapLight {
Vector3F diffuse;
uint32_t mipMapLevel;
float diffuseIntensity;
float specularIntensity;
float _pad1, _pad2;
};
除了此之外，主要的作用是为 PBR 材质提供 IBL 光照，即基于图像的光照。IBL 光照需要对漫反射和高光进行预计算，某些 PBR 算法还需要对 BRDF 计算查询表（Look-Up Table），这些预计算数据都可以通过环境光这一类型进行设置：
/**
* Diffuse reflection spherical harmonics 3.
* @remarks Effective when diffuse reflection mode is `DiffuseMode.SphericalHarmonics`.
*/
const SphericalHarmonics3 &diffuseSphericalHarmonics();
void setDiffuseSphericalHarmonics(const SphericalHarmonics3 &value);
/**
* Diffuse reflection texture.
* @remarks This texture must be baked from MetalLoader::createIrradianceTexture
*/
std::shared_ptr<SampledTexture> diffuseTexture();
void setDiffuseTexture(std::shared_ptr<SampledTexture> value);
/**
* Specular reflection texture.
* @remarks This texture must be baked from MetalLoader::createSpecularTexture
*/
std::shared_ptr<SampledTexture> specularTexture();
void setSpecularTexture(std::shared_ptr<SampledTexture> value);
/**
* brdf loopup texture.
* @remarks This texture must be baked from MetalLoader::createBRDFLookupTable
*/
std::shared_ptr<SampledTexture> brdfTexture();
void setBRDFTexture(std::shared_ptr<SampledTexture> value);
tip
IBL 的漫反射可以通过预计算得到漫反射立方体贴图，也可以得到预计算的球谐参数，包括高光的预计算和 BRDF 贴图，都可以通过 Arche 提供的预计算工具获得.
点光源
点光源表示一种从单点出发朝所有方向发射光，因此光源的方向并不重要，光源的位置很重要，这一点可以从 PointLightData 的结构中看出：
struct PointLightData {
Vector3F color;
float _colorPad; // for align
Vector3F position;
float distance;
};
tip
作为 UniformBuffer 的结构体都需要四字节对齐。
在渲染阴影贴图时，点光源需要渲染一个"万向"阴影贴图，即阴影立方体贴图，因此需要在六个方向都渲染一遍，每一个方向都是和坐标轴平行，并且使用透视投影进行渲染：
Matrix4x4F PointLight::shadowProjectionMatrix() {
return makepPerspective<float>(degreesToRadians(120), 1, 0.1, 100);
}
聚光灯
聚光灯表示从单点出发，在特定方向的角度范围内发射光，因此除了光源的位置，还需要光源的方向和可以被照到的角度：
struct SpotLightData {
Vector3F color;
float _colorPad; // for align
Vector3F position;
float _positionPad; // for align
Vector3F direction;
float distance;
float angleCos;
float penumbraCos;
float _pad; // for align
float _pad2; // for align
};
在渲染阴影贴图时，聚光灯对应了最为简单的阴影贴图，只需要渲染一次，并且光源的角度提供了计算透视投影所需要的各种参数：
Matrix4x4F SpotLight::shadowProjectionMatrix() {
const auto fov = std::min(M_PI / 2, angle * 2 * std::sqrt(2));
return makepPerspective<float>(fov, 1, 0.1, distance + 5);
}
有向光
有向光表示朝着某个特定方向的光，因此光源的方向比位置更加重要，在 Transform 组件中，可以获得世界坐标下的朝向 worldForward，以此作为光源的方向：
struct DirectLightData {
Vector3F color;
float _colorPad; // for align
Vector3F direction;
float _directionPad; // for align
};
在渲染阴影时，由于有向光不是一个特定范围内的光线，因此很难直接写出渲染阴影贴图所需要的透视矩阵，如果对于大场景的视锥采用一张阴影贴图，很容易在近处因为精度问题降低阴影渲染的质量。
为了处理这个问题，一般使用级联阴影的方式，将视锥体进行切割，根据远近设置不同的透视矩阵参数。
因此 DirectLight 中并不直接实现 shadowProjectionMatrix，具体的实现方式，放在介绍阴影系统时再做详细说明。
Matrix4x4F DirectLight::shadowProjectionMatrix() {
assert(false && "cascade shadow don't use this projection");
}