Использование источников света для рисования многоугольников
сводка
Источники света (источники света) используются для затенения полигонов.
Операционная среда
Необходимые условия
| Поддерживаемые версии XNA |
|
| Поддерживаемые платформы |
|
| Windows Требуемая версия вершинного шейдера | 2.0 |
| Требуемая версия пиксельного шейдера Windows | 2.01 |
Операционная среда
| платформа |
|
вещество
О светильниках
Вот несколько вещей, которые вы можете сделать по поводу использования света.
материал
Говоря простым языком, материал – это цвет вещества. Материалы часто используются в сочетании со светом, а базовые эффекты также позволяют задавать параметры материала и освещения. Однако это не относится, если вы пишете свою собственную программу-шейдер и можете свободно ее настраивать. Также обратите внимание, что цвет материала отличается от цвета вершин.
Материалы обычно включают в себя следующие элементы.
| Распространять | Основные цвета веществ |
| Окружающий | Цвет цвета при воздействии окружающего света (видимый, даже если свет не светит прямо на него) |
| Зеркальный | Зеркальный отражающий свет (сильно светится, как глянец автомобиля и т.д.) |
| SpecularPower | Отражательная прочность (сила на зеркальное отражение) |
| Выделяющий | Расходящийся свет (светится сам по себе) |
Источники света и нормали
Если вы хотите использовать свет, вам понадобится то, что называется «нормальным». Положение света по отношению к нормали определяет яркость объекта. Нормали будет установлена в виде данных вершины.
Он ярче, если лицо обращено в сторону света, и темнее, если наоборот. Это также верно, если вы замените направление грани на вершину. Ориентация этих граней и вершин называется «нормальной».
Теперь направление нормалей не определено явно, и есть две основные нормали, которые нужно задать в поле: ниже.
Существует разница между левым и правым при подаче света.
В случае метода слева пространство между гранями будет казаться угловатым. Это связано с тем, что он полностью ориентирован в том же направлении, что и нормали лица. Однако у этого метода есть недостаток, заключающийся в том, что вершины не могут быть общими.
При использовании метода справа пространство между поверхностями будет казаться слегка округлым в зависимости от того, как подается свет. Поскольку вершины являются общими, есть преимущество, заключающееся в том, что объем данных уменьшается. Недостатком является то, что нормаль вершины не совпадает с направлением грани, поэтому даже если свет светит прямо сверху, например, верхняя поверхность не будет на 100% затронута светом.
Это трудно понять, даже если вы объясните это в одном предложении, поэтому посмотрите на диаграмму ниже, чтобы увидеть разницу.
Он отображается с помощью программного обеспечения для моделирования под названием Metasequoia
Вы можете видеть, что он совершенно другой по внешнему виду. В примере мы создадим поле правильным образом, чтобы код не был избыточным.
поле
<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 };
Блок создается с использованием буфера вершин и буфера индекса.
создание
// 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;
В BasicEffect есть несколько элементов, которые устанавливают свет.
Во-первых, установите свойство LightingEnabled в значение true, чтобы указать на то, какой свет необходимо вычислить.
При вызове метода EnableDefaultLighting цвет источника света или материала задается автоматически. Однако, использование стандартного света на этой коробке слишком яркое, поэтому я отключил цвет блика и отключил второй и третий свет.
// 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);
Это немного длинный кусок кода, но он создает данные о вершинах. На этот раз используется структура данных вершин "VertexPositionNormalTexture" с данными "position", "normal" и "texture coordinates". Поскольку XNA Framework не предоставляет структуру только с "position" и "normal", для всех вершин для текстурных координат указывается "Vector2.Zero". (Конечно, если вы понимаете, вы можете создать свою собственную структуру.)
Что касается нормального, то, как показано на предыдущем рисунке, он устанавливается на направление в косом направлении. Поскольку нормали — это определения данных, которые представлены только ориентацией, направление указывается, а затем нормализуется с помощью метода Vector3.Normalize.
VertexPositionNormalTexture конструктор
Создайте экземпляр структуры "VertexPositionNormalTexture" с данными вершин для положения и координатами нормали и текстуры.
| позиция | Вектор3 | Положение вершины |
| нормальный | Вектор3 | Нормали вершин |
| текстурная координата | Вектор2 | Текстурные координаты вершин |
Vector3.Normalize метод
Создает единичный вектор из указанного вектора.
| ценность | Вектор3 | Исходный вектор для нормализации |
| Возвращаемые значения | Вектор3 | Единичный вектор |
// 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);
Создание индексного буфера ничем не отличается.
рисование
// 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
);
}
Так как информация о вершинах задается заранее, то в коде рисования нет ничего особенного.
Все коды
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);
}
}
}