Χρησιμοποιήστε φώτα για να σχεδιάσετε πολύγωνα

περίληψη

Τα φώτα (πηγές φωτός) χρησιμοποιούνται για τη σκίαση των πολυγώνων.

Περιβάλλον λειτουργίας

Προϋποθέσεις

Περιβάλλον λειτουργίας

ουσία

Σχετικά με τα φώτα

Εδώ είναι μερικά πράγματα που μπορείτε να κάνετε σχετικά με τη χρήση των φώτων.

υλικός

Με απλά λόγια, ένα υλικό είναι το χρώμα μιας ουσίας. Τα υλικά χρησιμοποιούνται συχνά σε συνδυασμό με τα φώτα και τα BasicEffects σάς επιτρέπουν επίσης να ορίσετε παραμέτρους υλικού και φωτός. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει εάν γράφετε το δικό σας πρόγραμμα σκίασης και μπορείτε να το προσαρμόσετε ελεύθερα. Επίσης, σημειώστε ότι το χρώμα του υλικού είναι διαφορετικό από το χρώμα των κορυφών.

Τα υλικά έχουν γενικά τα ακόλουθα στοιχεία.

Φώτα και κανονικά

Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε ένα φως, θα χρειαστείτε κάτι που ονομάζεται "κανονικό". Η θέση του φωτός σε σχέση με το κανονικό καθορίζει τη φωτεινότητα του αντικειμένου. Το κανονικό θα οριστεί ως δεδομένα κορυφής.

Είναι φωτεινότερο εάν το πρόσωπο είναι στραμμένο προς την κατεύθυνση του φωτός και πιο σκούρο εάν είναι το αντίστροφο. Αυτό ισχύει επίσης εάν αντικαταστήσετε την κατεύθυνση του προσώπου με μια κορυφή. Ο προσανατολισμός αυτών των προσώπων και κορυφών ονομάζεται "κανονικός".

Τώρα, η κατεύθυνση των κανονικών δεν ορίζεται ρητά και υπάρχουν δύο κύρια κανονικά που πρέπει να ορίσετε στο πλαίσιο: παρακάτω.

Υπάρχει διαφορά μεταξύ του αριστερού και του δεξιού όταν εφαρμόζεται το φως.

Στην περίπτωση της μεθόδου στα αριστερά, ο χώρος μεταξύ των προσώπων θα εμφανίζεται γωνιακός. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι πλήρως προσανατολισμένο προς την ίδια κατεύθυνση με το φυσιολογικό του προσώπου. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έχει το μειονέκτημα ότι οι κορυφές δεν μπορούν να μοιραστούν.

Με τη μέθοδο στα δεξιά, ο χώρος μεταξύ των επιφανειών θα εμφανίζεται ελαφρώς στρογγυλεμένος ανάλογα με τον τρόπο εφαρμογής του φωτός. Δεδομένου ότι οι κορυφές μοιράζονται, υπάρχει ένα πλεονέκτημα ότι η ποσότητα των δεδομένων μειώνεται. Το μειονέκτημα είναι ότι το φυσιολογικό της κορυφής δεν είναι το ίδιο με την κατεύθυνση του προσώπου, οπότε ακόμη και αν το φως λάμπει απευθείας από πάνω, για παράδειγμα, η ανώτερη επιφάνεια δεν θα επηρεαστεί 100% από το φως.

Είναι δύσκολο να το καταλάβετε ακόμα κι αν το εξηγήσετε σε μια πρόταση, οπότε ελέγξτε το παρακάτω διάγραμμα για να δείτε τη διαφορά.

Εμφανίζεται με λογισμικό μοντελοποίησης που ονομάζεται Metasequoia

Μπορείτε να δείτε ότι είναι αρκετά διαφορετικό στην εμφάνιση. Στο δείγμα, θα δημιουργήσουμε το πλαίσιο με τον σωστό τρόπο, ώστε ο κώδικας να μην είναι περιττός.

αγρός

/// <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 };

Το πλαίσιο δημιουργείται χρησιμοποιώντας ένα buffer κορυφής και ένα buffer ευρετηρίου.

δημιουργία

// 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;

Υπάρχουν πολλά στοιχεία στο BasicEffect που ρυθμίζουν το φως.

Πρώτα, ορίστε την ιδιότητα LightingEnabled σε true για να δώσετε εντολή στο φως που θα υπολογιστεί.

Όταν καλείτε τη μέθοδο EnableDefaultLighting, το χρώμα του φωτός ή του υλικού ορίζεται αυτόματα. Ωστόσο, η χρήση του προεπιλεγμένου φωτός σε αυτό το κουτί είναι πολύ φωτεινή, οπότε απενεργοποίησα το κατοπτρικό χρώμα και απενεργοποίησα το δεύτερο και το τρίτο φως.

// 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);

Είναι λίγο μεγάλο κομμάτι κώδικα, αλλά δημιουργεί δεδομένα κορυφής. Η δομή δεδομένων κορυφής που χρησιμοποιείται αυτή τη φορά είναι "VertexPositionNormalTexture" με δεδομένα "θέσης", "κανονικής" και "συντεταγμένης υφής". Δεδομένου ότι το πλαίσιο XNA δεν παρέχει δομή μόνο με "θέση" και "κανονική", το "Vector2.Zero" καθορίζεται για όλες τις κορυφές για συντεταγμένες υφής. (Φυσικά, αν καταλαβαίνετε, μπορείτε να φτιάξετε τη δική σας δομή.)

Όσον αφορά το κανονικό, όπως φαίνεται στο προηγούμενο σχήμα, έχει ρυθμιστεί να δείχνει προς λοξή κατεύθυνση. Δεδομένου ότι τα κανονικά είναι ορισμοί δεδομένων που αντιπροσωπεύονται μόνο από τον προσανατολισμό, η κατεύθυνση καθορίζεται και στη συνέχεια κανονικοποιείται με τη μέθοδο Vector3.Normalize.

VertexPositionNormalTexture κατασκευαστής

Δημιουργήστε μια παρουσία της δομής "VertexPositionNormalTexture" με δεδομένα κορυφής για τη θέση και τις κανονικές συντεταγμένες και τις συντεταγμένες υφής.

Vector3.Normalize μέθοδος

Δημιουργεί ένα μοναδιαίο διάνυσμα από το καθορισμένο διάνυσμα.

// 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);

Η δημιουργία ενός buffer ευρετηρίου δεν διαφέρει.

σχέδιο

// 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
    );
}

Δεδομένου ότι οι πληροφορίες κορυφής έχουν οριστεί εκ των προτέρων, δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερο για τον κώδικα σχεδίασης.

Όλοι οι κωδικοί

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);
        }
    }
}