Utilitzar llums per dibuixar polígons
resum
Les llums (fonts de llum) s'utilitzen per ombrejar els polígons.
Entorn operatiu
Prerequisits
| Versions XNA compatibles |
|
| Plataformes compatibles |
|
| Versió del shader de vèrtex necessària per al Windows | 2.0 |
| Versió de Pixel Shader necessària per a Windows | 2.01 |
Entorn operatiu
| plataforma |
|
substància
Sobre els llums
Aquí teniu algunes coses que podeu fer sobre l'ús de les llums.
material
En termes senzills, un material és el color d'una substància. Els materials s'utilitzen sovint juntament amb Lights, i BasicEffects també us permet establir paràmetres de material i llum. Tanmateix, això no s'aplica si esteu escrivint el vostre propi programa de shader i podeu ajustar-lo lliurement. A més, tingueu en compte que el color del material és diferent del color dels vèrtexs.
Els materials generalment tenen els elements següents.
| Difús | Colors bàsics de substàncies |
| Ambiental | El color del color quan s'exposa a la llum ambiental (visible encara que la llum no hi brilli directament) |
| Especular | Llum de reflexió especular (brilla fortament com la brillantor d'un cotxe, etc.) |
| Poder especular | Força reflectant (força especular) |
| Emissiu | Llum divergent (brilla per si sola) |
Llums i normals
Si voleu utilitzar una llum, necessitareu una cosa anomenada "normal". La posició de la llum en relació amb la normal determina la brillantor de l'objecte. La normal s'establirà com a dades de vèrtex.
És més brillant si la cara està orientada a la direcció de la llum, i més fosc si és al revés. Això també és cert si substituïu la direcció de la cara per un vèrtex. L'orientació d'aquestes cares i vèrtexs s'anomena "normal".
Ara, la direcció de les normals no està definida explícitament, i hi ha dues normals principals per establir al quadre: a sota.
Hi ha una diferència entre l'esquerra i la dreta quan s'aplica la llum.
En el cas del mètode de l'esquerra, l'espai entre les cares apareixerà angular. Això es deu al fet que està completament orientat en la mateixa direcció que el normal de la cara. No obstant això, aquest mètode té l'inconvenient que els vèrtexs no es poden compartir.
Amb el mètode de la dreta, l'espai entre les superfícies apareixerà lleugerament arrodonit en funció de com s'apliqui la llum. Com que els vèrtexs són compartits, hi ha l'avantatge que la quantitat de dades es redueix. L'inconvenient és que la normal del vèrtex no és la mateixa que la direcció de la cara, de manera que fins i tot si la llum brilla directament des de dalt, per exemple, la superfície superior no es veurà afectada al 100% per la llum.
És difícil d'entendre fins i tot si ho expliqueu en una frase, així que consulteu el diagrama següent per veure la diferència.
Es mostra amb un programari de modelatge anomenat Metasequoia
Podeu veure que té un aspecte força diferent. A l'exemple, crearem el quadre de la manera correcta perquè el codi no sigui redundant.
camp
<summary>
基本エフェクト
</summary>
private BasicEffect basicEffect = null;
<summary>
頂点バッファ
</summary>
private VertexBuffer vertexBuffer = null;
<summary>
インデックスバッファ
</summary>
private IndexBuffer indexBuffer = null;
<summary>
インデックスバッファの各頂点番号配列
</summary>
private static readonly Int16[] vertexIndices = new Int16[] {
2, 0, 1, 1, 3, 2, 4, 0, 2, 2, 6, 4, 5, 1, 0, 0, 4, 5,
7, 3, 1, 1, 5, 7, 6, 2, 3, 3, 7, 6, 4, 6, 7, 7, 5, 4 };
La caixa es crea utilitzant una memòria intermèdia de vèrtex i una memòria intermèdia d'índex.
creació
// エフェクトを作成
this.basicEffect = new BasicEffect(this.GraphicsDevice);
// エフェクトでライトを有効にする
this.basicEffect.LightingEnabled = true;
// デフォルトのライトの設定を使用する
this.basicEffect.EnableDefaultLighting();
// スペキュラーを無効
this.basicEffect.SpecularColor = Vector3.Zero;
// ２番目と３番目のライトを無効
this.basicEffect.DirectionalLight1.Enabled = false;
this.basicEffect.DirectionalLight2.Enabled = false;
Hi ha diversos elements en el BasicEffect que estableixen la llum.
En primer lloc, definiu la propietat LightingEnabled com a true per indicar la llum que s'ha de calcular.
Quan crideu el mètode EnableDefaultLighting, el color de la llum o del material s'estableix automàticament. Tanmateix, l'ús de la llum predeterminada en aquesta caixa és massa brillant, així que vaig desactivar el color especular i vaig desactivar la segona i la tercera llum.
// 頂点の数
int vertexCount = 8;
// 頂点バッファ作成
this.vertexBuffer = new VertexBuffer(this.GraphicsDevice,
typeof(VertexPositionNormalTexture), vertexCount, BufferUsage.None);
// 頂点データを作成する
VertexPositionNormalTexture[] vertives = new VertexPositionNormalTexture[vertexCount];
vertives[0] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, 2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, 1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[1] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, 2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, 1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[2] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, 2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, 1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[3] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, 2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, 1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[4] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, -2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, -1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[5] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, -2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, -1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[6] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, -2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, -1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[7] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, -2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, -1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
// 頂点データを頂点バッファに書き込む
this.vertexBuffer.SetData(vertives);
És un codi una mica llarg, però crea dades de vèrtex. L'estructura de dades de vèrtex utilitzada aquesta vegada és "VertexPositionNormalTexture" amb dades de "posició", "normal" i "coordenades de textura". Com que el marc XNA no proporciona una estructura només amb "posició" i "normal", s'especifica "Vector2.Zero" per a tots els vèrtexs per a les coordenades de textura. (Per descomptat, si ho enteneu, podeu fer la vostra pròpia estructura.)
Pel que fa a la normal, com es mostra a la figura anterior, està configurada per apuntar en una direcció obliqua. Com que les normals són definicions de dades que es representen només per orientació, la direcció s'especifica i després es normalitza amb el mètode Vector3.Normalize.
VertexPositionNormalTexture constructor
Creeu una instància de l'estructura "VertexPositionNormalTexture" amb dades de vèrtex per a la posició i les coordenades normals i de textura.
| posició | Vector3 | Posició del vèrtex |
| normal | Vector3 | Normals de vèrtex |
| textureCoordinate | Vector2 | Coordenades de textura dels vèrtexs |
Vector3.Normalize mètode
Crea un vector unitari a partir del vector especificat.
| valor | Vector3 | Vector font per normalitzar |
| Valors retornats | Vector3 | Vector unitari |
// インデックスバッファを作成
this.indexBuffer = new IndexBuffer(this.GraphicsDevice,
IndexElementSize.SixteenBits, 3 * 12, BufferUsage.None);
// 頂点インデックスを書き込む
this.indexBuffer.SetData(vertexIndices);
La creació d'una memòria intermèdia d'índex no és diferent.
dibuix
// 描画に使用する頂点バッファをセット
this.GraphicsDevice.SetVertexBuffer(this.vertexBuffer);
// インデックスバッファをセット
this.GraphicsDevice.Indices = this.indexBuffer;
// パスの数だけ繰り替えし描画
foreach (EffectPass pass in this.basicEffect.CurrentTechnique.Passes)
{
// パスの開始
pass.Apply();
// ボックスを描画する
this.GraphicsDevice.DrawIndexedPrimitives(
PrimitiveType.TriangleList,
0,
0,
8,
0,
12
);
}
Com que la informació del vèrtex s'estableix amb antelació, no hi ha res d'especial en el codi de dibuix.
Tots els codis
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Audio;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Media;
#if WINDOWS_PHONE
using Microsoft.Xna.Framework.Input.Touch;
#endif
namespace BoxReceivedLight
{
<summary>
ゲームメインクラス
</summary>
public class GameMain : Microsoft.Xna.Framework.Game
{
<summary>
グラフィックデバイス管理クラス
</summary>
private GraphicsDeviceManager graphics = null;
<summary>
スプライトのバッチ化クラス
</summary>
private SpriteBatch spriteBatch = null;
<summary>
基本エフェクト
</summary>
private BasicEffect basicEffect = null;
<summary>
頂点バッファ
</summary>
private VertexBuffer vertexBuffer = null;
<summary>
インデックスバッファ
</summary>
private IndexBuffer indexBuffer = null;
<summary>
インデックスバッファの各頂点番号配列
</summary>
private static readonly Int16[] vertexIndices = new Int16[] {
2, 0, 1, 1, 3, 2, 4, 0, 2, 2, 6, 4, 5, 1, 0, 0, 4, 5,
7, 3, 1, 1, 5, 7, 6, 2, 3, 3, 7, 6, 4, 6, 7, 7, 5, 4 };
<summary>
GameMain コンストラクタ
</summary>
public GameMain()
{
// グラフィックデバイス管理クラスの作成
this.graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
// ゲームコンテンツのルートディレクトリを設定
this.Content.RootDirectory = "Content";
#if WINDOWS_PHONE
// Windows Phone のデフォルトのフレームレートは 30 FPS
this.TargetElapsedTime = TimeSpan.FromTicks(333333);
// バックバッファサイズの設定
this.graphics.PreferredBackBufferWidth = 480;
this.graphics.PreferredBackBufferHeight = 800;
// フルスクリーン表示
this.graphics.IsFullScreen = true;
#endif
}
<summary>
ゲームが始まる前の初期化処理を行うメソッド
グラフィック以外のデータの読み込み、コンポーネントの初期化を行う
</summary>
protected override void Initialize()
{
// TODO: ここに初期化ロジックを書いてください
// コンポーネントの初期化などを行います
base.Initialize();
}
<summary>
ゲームが始まるときに一回だけ呼ばれ
すべてのゲームコンテンツを読み込みます
</summary>
protected override void LoadContent()
{
// テクスチャーを描画するためのスプライトバッチクラスを作成します
this.spriteBatch = new SpriteBatch(this.GraphicsDevice);
// エフェクトを作成
this.basicEffect = new BasicEffect(this.GraphicsDevice);
// エフェクトでライトを有効にする
this.basicEffect.LightingEnabled = true;
// デフォルトのライトの設定を使用する
this.basicEffect.EnableDefaultLighting();
// スペキュラーを無効
this.basicEffect.SpecularColor = Vector3.Zero;
// ２番目と３番目のライトを無効
this.basicEffect.DirectionalLight1.Enabled = false;
this.basicEffect.DirectionalLight2.Enabled = false;
// ビューマトリックスをあらかじめ設定 ((6, 6, 12) から原点を見る)
this.basicEffect.View = Matrix.CreateLookAt(
new Vector3(6.0f, 6.0f, 12.0f),
Vector3.Zero,
Vector3.Up
);
// プロジェクションマトリックスをあらかじめ設定
this.basicEffect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
MathHelper.ToRadians(45.0f),
(float)this.GraphicsDevice.Viewport.Width /
(float)this.GraphicsDevice.Viewport.Height,
1.0f,
100.0f
);
// 頂点の数
int vertexCount = 8;
// 頂点バッファ作成
this.vertexBuffer = new VertexBuffer(this.GraphicsDevice,
typeof(VertexPositionNormalTexture), vertexCount, BufferUsage.None);
// 頂点データを作成する
VertexPositionNormalTexture[] vertives = new VertexPositionNormalTexture[vertexCount];
vertives[0] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, 2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, 1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[1] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, 2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, 1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[2] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, 2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, 1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[3] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, 2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, 1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[4] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, -2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, -1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[5] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, -2.0f, -2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, -1.0f, -1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[6] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(-2.0f, -2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(-1.0f, -1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
vertives[7] = new VertexPositionNormalTexture(
new Vector3(2.0f, -2.0f, 2.0f),
Vector3.Normalize(new Vector3(1.0f, -1.0f, 1.0f)),
Vector2.Zero);
// 頂点データを頂点バッファに書き込む
this.vertexBuffer.SetData(vertives);
// インデックスバッファを作成
this.indexBuffer = new IndexBuffer(this.GraphicsDevice,
IndexElementSize.SixteenBits, 3 * 12, BufferUsage.None);
// 頂点インデックスを書き込む
this.indexBuffer.SetData(vertexIndices);
}
<summary>
ゲームが終了するときに一回だけ呼ばれ
すべてのゲームコンテンツをアンロードします
</summary>
protected override void UnloadContent()
{
// TODO: ContentManager で管理されていないコンテンツを
// ここでアンロードしてください
}
<summary>
描画以外のデータ更新等の処理を行うメソッド
主に入力処理、衝突判定などの物理計算、オーディオの再生など
</summary>
<param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
protected override void Update(GameTime gameTime)
{
// Xbox 360 コントローラ、Windows Phone の BACK ボタンを押したときに
// ゲームを終了させます
if (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
{
this.Exit();
}
// TODO: ここに更新処理を記述してください
// 登録された GameComponent を更新する
base.Update(gameTime);
}
<summary>
描画処理を行うメソッド
</summary>
<param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
// 画面を指定した色でクリアします
this.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
// 描画に使用する頂点バッファをセット
this.GraphicsDevice.SetVertexBuffer(this.vertexBuffer);
// インデックスバッファをセット
this.GraphicsDevice.Indices = this.indexBuffer;
// パスの数だけ繰り替えし描画
foreach (EffectPass pass in this.basicEffect.CurrentTechnique.Passes)
{
// パスの開始
pass.Apply();
// ボックスを描画する
this.GraphicsDevice.DrawIndexedPrimitives(
PrimitiveType.TriangleList,
0,
0,
8,
0,
12
);
}
// 登録された DrawableGameComponent を描画する
base.Draw(gameTime);
}
}
}