Używanie świateł do rysowania wielokątów
streszczenie
Światła (źródła światła) służą do zacieniania wielokątów.
Środowisko pracy
Warunki wstępne
| Obsługiwane wersje XNA |
|
| Obsługiwane platformy |
|
| Wymagana przez system Windows wersja modułu cieniującego wierzchołki | 2.0 |
| Wymagana przez system Windows wersja Pixel Shader | 2.01 |
Środowisko pracy
| podest |
|
substancja
O światłach
Oto kilka rzeczy, które możesz zrobić w związku z korzystaniem ze świateł.
materiał
Mówiąc prościej, materiał to kolor substancji. Materiały są często używane w połączeniu ze światłami, a efekty podstawowe umożliwiają również ustawienie parametrów materiału i światła. Nie dotyczy to jednak sytuacji, gdy piszesz własny program do cieniowania i możesz go dowolnie dostosowywać. Należy również pamiętać, że kolor materiału różni się od koloru wierzchołków.
Materiały zazwyczaj zawierają następujące elementy.
| Rozproszonych | Podstawowe barwy substancji |
| Otaczający | Kolor koloru wystawiony na działanie światła otoczenia (widoczny nawet jeśli światło nie świeci bezpośrednio na niego) |
| Lustrzane | Światło refleksyjne (świeci mocno jak połysk samochodu itp.) |
| Lustrzana moc | Siła odbicia (siła zwierciadlana) |
| Emisyjny | Światło rozbieżne (świeci samoistnie) |
Światła i normalne
Jeśli chcesz użyć światła, będziesz potrzebować czegoś, co nazywa się "normalnym". Położenie światła w stosunku do normalnej określa jasność obiektu. Normalna zostanie ustawiona jako dane wierzchołków.
Jest jaśniejszy, jeśli twarz jest zwrócona w kierunku światła, a ciemniejszy, jeśli jest na odwrót. Jest to również prawdą w przypadku zastąpienia kierunku powierzchni wierzchołkiem. Orientacja tych ścian i wierzchołków nazywana jest "normalną".
Teraz kierunek normalnych nie jest wyraźnie zdefiniowany, a w polu znajdują się dwie główne normalne do ustawienia: poniżej.
Istnieje różnica między lewą a prawą stroną, gdy stosowane jest światło.
W przypadku metody po lewej stronie przestrzeń między ścianami będzie wyglądała na kanciastą. Dzieje się tak, ponieważ jest całkowicie zorientowany w tym samym kierunku, co normalna twarz. Jednak ta metoda ma tę wadę, że wierzchołki nie mogą być współdzielone.
W przypadku metody po prawej stronie przestrzeń między powierzchniami będzie wydawała się lekko zaokrąglona w zależności od tego, jak zostanie zastosowane światło. Ponieważ wierzchołki są współdzielone, zaletą jest to, że ilość danych jest zmniejszona. Wadą jest to, że normalna wierzchołka nie jest taka sama jak kierunek twarzy, więc nawet jeśli światło jest świeci bezpośrednio z góry, na przykład górna powierzchnia nie będzie w 100% dotknięta światłem.
Trudno to zrozumieć, nawet jeśli wyjaśnisz to w jednym zdaniu, więc sprawdź poniższy diagram, aby zobaczyć różnicę.
Jest wyświetlany za pomocą oprogramowania do modelowania o nazwie Metasequoia
Widać, że ma zupełnie inny wygląd. W przykładzie utworzymy pole w odpowiedni sposób, aby kod nie był nadmiarowy.
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 };
Pole jest tworzone przy użyciu bufora wierzchołków i buforu indeksu.
kreacja
// 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;
W BasicEffect znajduje się kilka elementów, które ustawiają światło.
Najpierw ustaw właściwość LightingEnabled na true, aby poinstruować światło, które ma zostać obliczone.
Po wywołaniu metody EnableDefaultLighting kolor światła lub materiału jest ustawiany automatycznie. Jednak użycie domyślnego światła na tym pudełku jest zbyt jasne, więc wyłączyłem kolor zwierciadlany i wyłączyłem drugie i trzecie światło.
// 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);
Jest to trochę długi fragment kodu, ale tworzy dane wierzchołków. Tym razem użyta struktura danych wierzchołków to "VertexPositionNormalTexture" z danymi "position", "normal" i "texture coordinates". Z uwagi na to, że XNA Framework nie udostępnia struktury zawierającej tylko "pozycję" i "normalną", dla wszystkich wierzchołków dla współrzędnych tekstury określa się wartość "Vector2.Zero". (Oczywiście, jeśli zrozumiesz, możesz stworzyć własną strukturę.)
Jeśli chodzi o normalną, jak pokazano na poprzednim rysunku, jest ona ustawiona tak, aby wskazywała w kierunku ukośnym. Ponieważ normalne są definicjami danych, które są reprezentowane tylko przez orientację, kierunek jest określany, a następnie normalizowany za pomocą metody Vector3.Normalize.
VertexPositionNormalTexture konstruktor
Utwórz instancję struktury "VertexPositionNormalTexture" z danymi wierzchołków dla pozycji oraz współrzędnych normalnych i tekstury.
| pozycja | Wektor3 | Pozycja wierzchołka |
| normalny | Wektor3 | Normalne wierzchołków |
| textureCoordinate (współrzędne) | Wektor2 | Współrzędne tekstury wierzchołków |
Vector3.Normalize metoda
Tworzy wektor jednostkowy z określonego wektora.
| wartość | Wektor3 | Wektor źródłowy do normalizacji |
| Wartości zwracane | Wektor3 | Wektor jednostkowy |
// 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);
Nie inaczej jest z tworzeniem bufora indeksu.
rysunek
// 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
);
}
Ponieważ informacje o wierzchołkach są ustawiane z góry, w kodzie rysunku nie ma nic specjalnego.
Wszystkie kody
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);
}
}
}