שימוש באורות כדי לצייר מצולעים

תקציר

אורות (מקורות אור) משמשים להצללת המצולעים.

סביבת הפעלה

דרישות מוקדמות

סביבת הפעלה

חומר

אודות אורות

הנה כמה דברים שתוכלו לעשות בנוגע לשימוש באורות.

חומר

במילים פשוטות, חומר הוא צבע של חומר. חומרים משמשים לעתים קרובות בשילוב עם אורות, ו BasicEffects גם מאפשרים לך להגדיר חומר ופרמטרים אור. עם זאת, הדבר אינו חל אם אתה כותב תוכנית Shader משלך, ובאפשרותך להתאים אותה באופן חופשי. כמו כן, שימו לב שצבע החומר שונה מצבע הקודקודים.

חומרים בדרך כלל כוללים את הפריטים הבאים.

אורות ורגילים

אם אתה רוצה להשתמש באור, תצטרך משהו שנקרא "נורמלי". מיקום האור ביחס לנורמה קובע את בהירות האובייקט. הנורמלי יוגדר כנתוני קודקוד.

הוא בהיר יותר אם הפנים פונות לכיוון האור, וכהה יותר אם הוא הפוך. זה נכון גם אם מחליפים את כיוון הפנים בקודקוד. הכיוון של פנים וקודקודים אלה נקרא "נורמלי".

עכשיו, הכיוון של הנורמלים אינו מוגדר במפורש, ויש שני נורמלים עיקריים להגדיר בתיבה: להלן.

יש הבדל בין שמאל לימין כאשר האור מופעל.

במקרה של השיטה משמאל, הרווח בין הפרצופים ייראה זוויתי. הסיבה לכך היא כי הוא מכוון לחלוטין באותו כיוון כמו הרגיל של הפנים. עם זאת, שיטה זו יש את החיסרון כי קודקודים לא ניתן לשתף.

בשיטה מימין, החלל בין המשטחים ייראה מעוגל מעט בהתאם לאופן הפעלת האור. מאז קודקודים משותפים, יש יתרון כי כמות הנתונים מצטמצם. החיסרון הוא שהנורמלי של הקודקוד אינו זהה לכיוון הפנים, כך שגם אם האור יוקרן ישירות מלמעלה, למשל, המשטח העליון לא יושפע ב-100% מהאור.

קשה להבין את זה גם אם אתה מסביר את זה במשפט, אז בדוק את התרשים למטה כדי לראות את ההבדל.

הוא מוצג עם תוכנת דוגמנות בשם Metasequoia

אתה יכול לראות שזה שונה לגמרי במראה. בדוגמה, ניצור את התיבה בדרך הנכונה כך שהקוד לא יהיה מיותר.

שדה

/// <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 };

התיבה נוצרת באמצעות מאגר קודקודים ומאגר אינדקס.

יצירה

// 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;

ישנם מספר פריטים ב- BasicEffect שמגדירים את האור.

תחילה, הגדר את המאפיין LightingEnabled ל- true כדי להורות על חישוב האור.

בעת קריאה לפעולת השירות EnableDefaultLighting , צבע האור או החומר מוגדר באופן אוטומטי. עם זאת, השימוש בנורית ברירת המחדל בתיבה זו בהיר מדי, ולכן ביטלתי את הצבע הספקולרי והשבתתי את האור השני והשלישי.

// 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);

זה קצת חתיכת קוד ארוכה, אבל זה יוצר נתוני קודקודים. מבנה נתוני הקודקודים המשמש הפעם הוא "VertexPositionNormalTexture" עם נתוני "מיקום", "רגיל" ו"קואורדינטות מרקם". מכיוון שמסגרת XNA אינה מספקת מבנה עם "מיקום" ו"נורמלי" בלבד, "Vector2.Zero" מצוין עבור כל הקודקודים עבור קואורדינטות מרקם. (כמובן, אם אתה מבין, אתה יכול לעשות מבנה משלך.)

באשר לנורמלי, כפי שמוצג באיור הקודם, הוא מוגדר להצביע בכיוון אלכסוני. מכיוון שנורמלים הם הגדרות נתונים המיוצגות רק על ידי כיוון, הכיוון מצוין ולאחר מכן מנורמל באמצעות שיטת Vector3.Normalize.

VertexPositionNormalTexture בנאי

צור מופע של המבנה "VertexPositionNormalTexture" עם נתוני קודקודים עבור המיקום וקואורדינטות נורמליות ומרקם.

Vector3.Normalize שיטת

יוצר וקטור יחידה מהווקטור שצוין.

// 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);

יצירת מאגר אינדקס אינה שונה.

ציור

// 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
    );
}

מכיוון שמידע הקודקוד מוגדר מראש, אין שום דבר מיוחד בקוד הציור.

כל הקודים

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);
        }
    }
}