Použití světel ke kreslení mnohoúhelníků
shrnutí
Světla (světelné zdroje) se používají ke stínování polygonů.
Provozní prostředí
Požadavky
| Podporované verze XNA |
|
| Podporované platformy |
|
| Požadovaná verze Vertex Shader systému Windows | 2.0 |
| Windows Požadovaná verze pixel shaderu | 2.01 |
Provozní prostředí
| nástupiště |
|
hmota
O světlech
Zde je několik věcí, které můžete udělat s používáním světel.
materiál
Jednoduše řečeno, materiál je barva látky. Materiály se často používají ve spojení se světly a základní efekty také umožňují nastavit parametry materiálu a světla. To však neplatí, pokud píšete svůj vlastní shader program a můžete jej libovolně upravovat. Všimněte si také, že barva materiálu se liší od barvy vrcholů.
Materiály mají obecně následující položky.
| Difuzní | Základní barvy látek |
| Okolní | Barva barvy při vystavení okolnímu světlu (viditelná, i když na ni světlo nesvítí přímo) |
| Zrcadlový | Zrcadlové reflexní světlo (svítí silně jako lesk auta atd.) |
| Spekulární síla | Reflexní síla (zrcadlová síla) |
| Emisní | Divergentní světlo (svítí samo o sobě) |
Světla a normály
Pokud chcete používat světlo, budete potřebovat něco, čemu se říká "normální". Poloha světla ve vztahu k normále určuje jas objektu. Normála bude nastavena jako data vrcholů.
Je jasnější, pokud je obličej otočen směrem světla, a tmavší, pokud je to naopak. To platí i v případě, že nahradíte směr plochy vrcholem. Orientace těchto ploch a vrcholů se nazývá "normální".
Směr normál není explicitně definován a v rámečku jsou dvě hlavní normály, které lze nastavit: níže.
Při aplikaci světla je rozdíl mezi levou a pravou.
V případě metody vlevo bude prostor mezi plochami vypadat hranatě. Je to proto, že je zcela orientován ve stejném směru jako normála obličeje. Tato metoda má však tu nevýhodu, že vrcholy nelze sdílet.
Při použití metody vpravo se prostor mezi povrchy bude jevit jako mírně zaoblený v závislosti na tom, jak je světlo aplikováno. Vzhledem k tomu, že vrcholy jsou sdílené, je výhodou, že se snižuje množství dat. Nevýhodou je, že normála vrcholu není stejná jako směr obličeje, takže i když světlo svítí například přímo shora, horní povrch nebude světlem 100% ovlivněn.
Je těžké to pochopit, i když to vysvětlíte ve větě, takže se podívejte na schéma níže, abyste viděli rozdíl.
Zobrazuje se pomocí modelovacího softwaru Metasequoia
Je vidět, že je vzhledově zcela odlišná. V ukázce vytvoříme box správným způsobem, aby kód nebyl nadbytečný.
pole
<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 };
Rámeček je vytvořen pomocí vyrovnávací paměti vrcholů a vyrovnávací paměti indexů.
vytvoření
// 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;
V Základním efektu je několik položek, které nastavují světlo.
Nejprve nastavte vlastnost LightingEnabled na hodnotu true, abyste dali pokyn světlu, které má být vypočítáno.
Když zavoláte metodu EnableDefaultLighting, barva světla nebo materiálu se nastaví automaticky. Použití výchozího světla na tomto poli je však příliš jasné, takže jsem vypnul zrcadlovou barvu a vypnul druhé a třetí světlo.
// 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);
Je to trochu dlouhý kus kódu, ale vytváří data vrcholů. Datová struktura vrcholů použitá tentokrát je "VertexPositionNormalTexture" s daty "position", "normal" a "texture coordinates". Protože XNA Framework neposkytuje strukturu pouze s "position" a "normal", je pro všechny vrcholy pro souřadnice textury zadán "Vector2.Zero". (Samozřejmě, pokud tomu rozumíte, můžete si vytvořit vlastní strukturu.)
Pokud jde o normálu, jak je znázorněno na předchozím obrázku, je nastavena tak, aby ukazovala šikmým směrem. Vzhledem k tomu, že normály jsou definice dat, které jsou reprezentovány pouze orientací, je směr určen a poté normalizován pomocí metody Vector3.Normalize.
VertexPositionNormalTexture konstruktor
Vytvořte instanci struktury "VertexPositionNormalTexture" s daty vrcholů pro polohu a normálové souřadnice a souřadnice textury.
| postavení | Vektor3 | Poloha vrcholu |
| normální | Vektor3 | Normály vrcholů |
| Souřadnice textury | Vektor2 | Texturní souřadnice vrcholů |
Vector3.Normalize metoda
Vytvoří jednotkový vektor ze zadaného vektoru.
| hodnota | Vektor3 | Zdrojový vektor k normalizaci |
| Návratové hodnoty | Vektor3 | Jednotkový vektor |
// 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);
Vytvoření indexové vyrovnávací paměti se nijak neliší.
kreslení
// 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
);
}
Vzhledem k tomu, že informace o vrcholech jsou nastaveny předem, není na kódu výkresu nic zvláštního.
Všechny kódy
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);
}
}
}