วัสดุ BasicEffect

สรุป

จัดการพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับส่วนวัสดุของ BasicEffect เพื่อดูว่าโมเดลมีลักษณะอย่างไร

สภาพแวดล้อมในการทํางาน

เบื้องต้น

สภาพแวดล้อมในการทํางาน

วิธีการทํางานกับตัวอย่าง

สาร

BasicEffect คืออะไร?

ใน XNA หากคุณต้องการแสดงรูปหลายเหลี่ยม 3 มิติ คุณต้องเขียนโปรแกรม shader เพื่อวาดและตัดสินใจว่าจะวาดอย่างไร ในการทําเช่นนี้ให้สร้างไฟล์เอฟเฟกต์แยกต่างหากเขียนโปรแกรมอ่านเป็นคลาสเอฟเฟกต์ (Effect) และรันโปรแกรม shader

อย่างไรก็ตาม มีหลายกรณีที่คุณไม่จําเป็นต้องมีเอฟเฟกต์การวาดภาพพิเศษ และแม้กระทั่งในกรณีเช่นนี้ จําเป็นต้องมีเอฟเฟกต์ ดังนั้นจึงยุ่งยากอย่างน่าประหลาดใจที่จะใช้โปรแกรม shader

ดังนั้นพารามิเตอร์พื้นฐานเช่นวัสดุและไฟจึงถูกเตรียมไว้เป็นคุณสมบัติล่วงหน้าเพื่อให้สามารถจัดการเอฟเฟกต์ "BasicEffect" ได้อย่างง่ายดาย มันง่ายมากเพราะคุณไม่จําเป็นต้องสร้างไฟล์เอฟเฟกต์คุณสามารถจัดการได้โดยเพียงแค่สร้างอินสแตนซ์ของคลาส

แม้ว่าคุณจะโหลดข้อมูลโมเดลจากเนื้อหา BasicEffect จะถูกตั้งค่าตามค่าเริ่มต้น คุณจึงไม่จําเป็นต้องสร้างอินสแตนซ์ด้วยซ้ํา

วัตถุ

วัสดุส่วนใหญ่หมายถึงลักษณะของวัสดุของสารและใช้เพื่อระบุสีระดับการสะท้อนและความแข็งแรงของสาร เนื่องจากเป็นไปได้ที่จะแสดงออกอย่างอิสระในโปรแกรม shader คําจํากัดความของวัสดุจึงมีความหมายคร่าวๆโดยไม่ได้รับการแก้ไข แต่ BasicEffect มีพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

ภาพการเปลี่ยนแปลงวัสดุ

ภาพด้านล่างแสดงค่าต่างๆ ของวัสดุ

สถานะเริ่มต้น

นี่คือสถานะทันทีหลังจากโหลดข้อมูลโมเดลตัวอย่าง

การเปลี่ยนแปลงความทึบ (อัลฟ่า)

นี่คือเมื่อคุณเปลี่ยนความทึบ สีฟ้าของพื้นหลังจะมองเห็นได้จาง ๆ

การปรับเปลี่ยนแบบกระจาย

สีของสารเปลี่ยนไปเป็นสีน้ําเงิน

การปรับเปลี่ยนการแผ่รังสี

องค์ประกอบสีแดงและสีน้ําเงินของ Emissive ถูกขยายใหญ่สุด โดยไม่คํานึงถึงสถานะของแสงอย่างน้อยสถานะสีม่วงจะยังคงอยู่

การเปลี่ยนแปลงพิเศษ

โดยการตั้งค่า Spectacular วัสดุจะปรากฏสะท้อนแสง

Specular การปรับเปลี่ยนพลังงาน

การเปลี่ยน SpecularPower จะเปลี่ยนช่วงของพื้นผิวสะท้อนแสง

สนาม

เขตข้อมูลมีข้อมูลวัสดุที่จะตั้งค่าเป็น BasicEffect นอกจากนี้ยังมีพารามิเตอร์สําหรับการเลือกเมนู แต่เนื่องจากเป็นเพียงพารามิเตอร์สําหรับการทํางานฉันจะละเว้นรายละเอียด

/// <summary>
/// 不透明度
/// </summary>
private float alpha = 1.0f;

/// <summary>
/// ディフーズ
/// </summary>
private Vector3 diffuse = Vector3.One;

/// <summary>
/// エミッシブ
/// </summary>
private Vector3 emissive = Vector3.Zero;

/// <summary>
/// スペキュラー
/// </summary>
private Vector3 specular = Vector3.Zero;

/// <summary>
/// スペキュラーの強さ
/// </summary>
private float specularPower = 5.0f;

การดึงวัสดุของแบบจําลอง

ค่าของวัสดุที่ตั้งไว้ในแบบจําลองเป็นค่าเริ่มต้นจะถูกดึงออกมา ในตัวอย่างนี้ โค้ดถูกเขียนบนสมมติฐานว่ามีเอฟเฟกต์เพียงชุดเดียวในแบบจําลอง

// ライトとビュー、プロジェクションはあらかじめ設定しておく
foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
{
    foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
    {
        // デフォルトのライト適用
        effect.EnableDefaultLighting();

        // ビューマトリックスをあらかじめ設定 ((0, 0, 6) から原点を見る)
        effect.View = Matrix.CreateLookAt(
            new Vector3(0.0f, 0.0f, 6.0f),
            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
        effect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
            MathHelper.ToRadians(45.0f),
            (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Width /
                (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Height,
            1.0f,
            100.0f
        );

        // モデルのマテリアルを取得 //

        // アルファ
        this.alpha = effect.Alpha;

        // ディフーズ
        this.diffuse = effect.DiffuseColor;

        // エミッシブ
        this.emissive = effect.EmissiveColor;

        // スペキュラー
        this.specular = effect.SpecularColor;

        // スペキュラーの強さ
        this.specularPower = effect.SpecularPower;
    }
}

การตั้งค่าวัสดุ

ตัวอย่างตั้งค่าเป็น BasicEffect ของโมเดล สําหรับ "DiffuseColor", "EmissiveColor" และ "SpecularColor" ที่ตั้งค่าใน Vector3 ไม่ใช่ในโครงสร้างสี ระบุองค์ประกอบของสีแดงสําหรับ X สีเขียวสําหรับ Y และสีน้ําเงินสําหรับ Z ด้วยค่า 0.0~1.0

// マテリアルを設定
foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
{
    foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
    {
        // 不透明度
        effect.Alpha = this.alpha;

        // ディフーズ
        effect.DiffuseColor = this.diffuse;

        // エミッシブ
        effect.EmissiveColor = this.emissive;

        // スペキュラー
        effect.SpecularColor = this.specular;

        // スペキュラーの強さ
        effect.SpecularPower = this.specularPower;
    }
}

ในตัวอย่างมีรหัสเช่นรหัสการทํางานของวัสดุและการแสดงสตริงของค่า แต่มีบางส่วนที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับ BasicMaterial ดังนั้นฉันจะละเว้นคําอธิบาย คุณสามารถดาวน์โหลดตัวอย่างหรือตรวจสอบรหัสแบบเต็ม

BasicEffect.Alpha ทรัพย์สิน

BasicEffect.DiffuseColor ทรัพย์สิน

BasicEffect.EmissiveColor ทรัพย์สิน

BasicEffect.SpecularColor ทรัพย์สิน

BasicEffect.SpecularPower ทรัพย์สิน

รหัสทั้งหมด

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 BasicEffectMaterial
{
    /// <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>
        /// スプライトでテキストを描画するためのフォント
        /// </summary>
        private SpriteFont font = null;

        /// <summary>
        /// 直前のキーボード入力の状態
        /// </summary>
        private KeyboardState oldKeyboardState = new KeyboardState();

        /// <summary>
        /// 直前のマウスの状態
        /// </summary>
        private MouseState oldMouseState = new MouseState();

        /// <summary>
        /// 直前のゲームパッド入力の状態
        /// </summary>
        private GamePadState oldGamePadState = new GamePadState();

        /// <summary>
        /// モデル
        /// </summary>
        private Model model = null;

        /// <summary>
        /// 不透明度
        /// </summary>
        private float alpha = 1.0f;

        /// <summary>
        /// ディフーズ
        /// </summary>
        private Vector3 diffuse = Vector3.One;

        /// <summary>
        /// エミッシブ
        /// </summary>
        private Vector3 emissive = Vector3.Zero;

        /// <summary>
        /// スペキュラー
        /// </summary>
        private Vector3 specular = Vector3.Zero;

        /// <summary>
        /// スペキュラーの強さ
        /// </summary>
        private float specularPower = 5.0f;

        /// <summary>
        /// 選択しているメニューのインデックス
        /// </summary>
        private int selectedMenuIndex = 0;

        /// <summary>
        /// パラメータの最大数
        /// </summary>
        private static int MaxParameterCount = 11;

        /// <summary>
        /// メニューリスト
        /// </summary>
        private static string[] MenuNameList = new string[]
            {
                "Alpha",
                "Diffuse (Red)",
                "Diffuse (Green)",
                "Diffuse (Blue)",
                "Emissive (Red)",
                "Emissive (Green)",
                "Emissive (Blue)",
                "Specular (Red)",
                "Specular (Green)",
                "Specular (Blue)",
                "SpecularPower"
            };

        /// <summary>
        /// パラメータテキストリスト
        /// </summary>
        private string[] parameters = new string[MaxParameterCount];


        /// <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

            // ウインドウ上でマウスのポインタを表示するようにする
            this.IsMouseVisible = true;
        }

        /// <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()
        {
            // 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);

            // フォントをコンテンツパイプラインから読み込む
            this.font = this.Content.Load<SpriteFont>("Font");

            // モデルを作成
            this.model = this.Content.Load<Model>("Model");

            // ライトとビュー、プロジェクションはあらかじめ設定しておく
            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    // デフォルトのライト適用
                    effect.EnableDefaultLighting();

                    // ビューマトリックスをあらかじめ設定 ((0, 0, 6) から原点を見る)
                    effect.View = Matrix.CreateLookAt(
                        new Vector3(0.0f, 0.0f, 6.0f),
                        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
                    effect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
                        MathHelper.ToRadians(45.0f),
                        (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Width /
                            (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Height,
                        1.0f,
                        100.0f
                    );

                    // モデルのマテリアルを取得 //

                    // アルファ
                    this.alpha = effect.Alpha;

                    // ディフーズ
                    this.diffuse = effect.DiffuseColor;

                    // エミッシブ
                    this.emissive = effect.EmissiveColor;

                    // スペキュラー
                    this.specular = effect.SpecularColor;

                    // スペキュラーの強さ
                    this.specularPower = effect.SpecularPower;
                }
            }
        }

        /// <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)
        {
            // 入力デバイスの状態取得
            KeyboardState keyboardState = Keyboard.GetState();
            MouseState mouseState = Mouse.GetState();
            GamePadState gamePadState = GamePad.GetState(PlayerIndex.One);

            // 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 (gamePadState.Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
            {
                this.Exit();
            }

            
            // メニューの選択
            if ((keyboardState.IsKeyDown(Keys.Up) && this.oldKeyboardState.IsKeyUp(Keys.Up)) ||
                (gamePadState.ThumbSticks.Left.Y >= 0.5f &&
                    this.oldGamePadState.ThumbSticks.Left.Y < 0.5f))
            {
                // 選択メニューをひとつ上に移動
                this.selectedMenuIndex =
                    (this.selectedMenuIndex + this.parameters.Length - 1) % this.parameters.Length;
            }
            if ((keyboardState.IsKeyDown(Keys.Down) && this.oldKeyboardState.IsKeyUp(Keys.Down)) ||
                (gamePadState.ThumbSticks.Left.Y <= -0.5f &&
                    this.oldGamePadState.ThumbSticks.Left.Y > -0.5f) ||
                (this.oldMouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed &&
                 mouseState.LeftButton == ButtonState.Released))
            {
                // 選択メニューをひとつ下に移動
                this.selectedMenuIndex =
                    (this.selectedMenuIndex + this.parameters.Length + 1) % this.parameters.Length;
            }

            // 各マテリアルの値を操作
            float moveValue = 0.0f;
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Left))
            {
                moveValue -= (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;
            }
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Right))
            {
                moveValue += (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;
            }
            if (mouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed)
            {
                moveValue += (mouseState.X - this.oldMouseState.X) * 0.005f;
            }
            if (gamePadState.IsConnected)
            {
                moveValue += gamePadState.ThumbSticks.Left.X *
                             (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;
            }

            switch (this.selectedMenuIndex)
            {
                case 0: // 不透明度
                    this.alpha = MathHelper.Clamp(this.alpha + moveValue,
                                                  0.0f,
                                                  1.0f);
                    break;
                case 1: // ディフューズ (赤)
                    this.diffuse.X = MathHelper.Clamp(this.diffuse.X + moveValue,
                                                      0.0f,
                                                      1.0f);
                    break;
                case 2: // ディフューズ (緑)
                    this.diffuse.Y = MathHelper.Clamp(this.diffuse.Y + moveValue,
                                                      0.0f,
                                                      1.0f);
                    break;
                case 3: // ディフューズ (青)
                    this.diffuse.Z = MathHelper.Clamp(this.diffuse.Z + moveValue,
                                                      0.0f,
                                                      1.0f);
                    break;
                case 4: // エミッシブ (赤)
                    this.emissive.X = MathHelper.Clamp(this.emissive.X + moveValue,
                                                       0.0f,
                                                       1.0f);
                    break;
                case 5: // エミッシブ (緑)
                    this.emissive.Y = MathHelper.Clamp(this.emissive.Y + moveValue,
                                                       0.0f,
                                                       1.0f);
                    break;
                case 6: // エミッシブ (青)
                    this.emissive.Z = MathHelper.Clamp(this.emissive.Z + moveValue,
                                                       0.0f,
                                                       1.0f);
                    break;
                case 7: // スペキュラー (赤)
                    this.specular.X = MathHelper.Clamp(this.specular.X + moveValue,
                                                       0.0f,
                                                       1.0f);
                    break;
                case 8: // スペキュラー (緑)
                    this.specular.Y = MathHelper.Clamp(this.specular.Y + moveValue,
                                                       0.0f,
                                                       1.0f);
                    break;
                case 9: // スペキュラー (青)
                    this.specular.Z = MathHelper.Clamp(this.specular.Z + moveValue,
                                                       0.0f,
                                                       1.0f);
                    break;
                case 10: // スペキュラーの強さ
                    moveValue *= 5.0f;
                    this.specularPower = MathHelper.Clamp(this.specularPower + moveValue,
                                                          0.0f,
                                                          100.0f);
                    break;
            }

            // マテリアルを設定
            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    // 不透明度
                    effect.Alpha = this.alpha;

                    // ディフーズ
                    effect.DiffuseColor = this.diffuse;

                    // エミッシブ
                    effect.EmissiveColor = this.emissive;

                    // スペキュラー
                    effect.SpecularColor = this.specular;

                    // スペキュラーの強さ
                    effect.SpecularPower = this.specularPower;
                }
            }

            // 入力情報を記憶
            this.oldKeyboardState = keyboardState;
            this.oldMouseState = mouseState;
            this.oldGamePadState = gamePadState;

            // 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);

            // 深度バッファを有効にする
            this.GraphicsDevice.DepthStencilState = DepthStencilState.Default;

            // モデルを描画
            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
                mesh.Draw();
            }

            // スプライトの描画準備
            this.spriteBatch.Begin();

            // 操作
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "Up, Down : Select Menu",
                new Vector2(20.0f, 20.0f), Color.White);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "Left, right : Change Value",
                new Vector2(20.0f, 45.0f), Color.White);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "MouseClick & Drag :",
                new Vector2(20.0f, 70.0f), Color.White);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "    Select Menu & Change Value",
                new Vector2(20.0f, 95.0f), Color.White);

            // 各メニュー //
            for (int i = 0; i < MenuNameList.Length; i++)
            {
                this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                    MenuNameList[i],
                    new Vector2(40.0f, 120.0f + i * 24.0f), Color.White);
            }

            // 各パラメータ //

            // 不透明度
            this.parameters[0] = this.alpha.ToString();

            // ディフューズ (赤)
            this.parameters[1] = this.diffuse.X.ToString();

            // ディフューズ (緑)
            this.parameters[2] = this.diffuse.Y.ToString();

            // ディフューズ (青)
            this.parameters[3] = this.diffuse.Z.ToString();

            // エミッシブ (赤)
            this.parameters[4] = this.emissive.X.ToString();

            // エミッシブ (緑)
            this.parameters[5] = this.emissive.Y.ToString();

            // エミッシブ (青)
            this.parameters[6] = this.emissive.Z.ToString();

            // スペキュラー (赤)
            this.parameters[7] = this.specular.X.ToString();

            // スペキュラー (緑)
            this.parameters[8] = this.specular.Y.ToString();

            // スペキュラー (青)
            this.parameters[9] = this.specular.Z.ToString();

            // スペキュラーの強さ
            this.parameters[10] = this.specularPower.ToString();

            for (int i = 0; i < this.parameters.Length; i++)
            {
                this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                    this.parameters[i],
                    new Vector2(250.0f, 120.0f + i * 24.0f), Color.White);
            }

            // 選択インデックス
            this.spriteBatch.DrawString(this.font, "*",
                new Vector2(20.0f, 124.0f + this.selectedMenuIndex * 24.0f), Color.White);

            // スプライトの一括描画
            this.spriteBatch.End();

            // 登録された DrawableGameComponent を描画する
            base.Draw(gameTime);
        }
    }
}