ใช้ไฟเพื่อวาดรูปหลายเหลี่ยม

สรุป

ไฟ (แหล่งกําเนิดแสง) ใช้เพื่อแรเงารูปหลายเหลี่ยม

สภาพแวดล้อมในการทํางาน

ข้อกําหนดเบื้องต้น

สภาพแวดล้อมในการทํางาน

สาร

เกี่ยวกับไฟ

ต่อไปนี้คือบางสิ่งที่คุณสามารถทําได้เกี่ยวกับการใช้ไฟ

วัตถุ

พูดง่ายๆ ก็คือ วัสดุคือสีของสาร วัสดุมักใช้ร่วมกับแสง และ BasicEffects ยังให้คุณตั้งค่าพารามิเตอร์วัสดุและแสงได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ใช้ไม่ได้หากคุณกําลังเขียนโปรแกรม shader ของคุณเอง และคุณสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างอิสระ นอกจากนี้ โปรดทราบว่าสีของวัสดุแตกต่างจากสีของจุดยอด

วัสดุโดยทั่วไปมีรายการดังต่อไปนี้

ไฟและนอร์มอล

หากคุณต้องการใช้ไฟ คุณจะต้องมีสิ่งที่เรียกว่า "ปกติ" ตําแหน่งของแสงที่สัมพันธ์กับค่าปกติเป็นตัวกําหนดความสว่างของวัตถุ ปกติจะถูกตั้งค่าเป็นข้อมูลจุดยอด

จะสว่างขึ้นหากใบหน้าหันไปทางทิศทางของแสง และมืดลงหากหันไปทางตรงกัน นอกจากนี้ยังเป็นจริงหากคุณแทนที่ทิศทางของใบหน้าด้วยจุดยอด การวางแนวของใบหน้าและจุดยอดเหล่านี้เรียกว่า "ปกติ"

ตอนนี้ทิศทางของเส้นปกติไม่ได้ถูกกําหนดไว้อย่างชัดเจนและมีสองค่าปกติหลักที่จะตั้งค่าในกล่อง: ด้านล่าง

มีความแตกต่างระหว่างซ้ายและขวาเมื่อใช้แสง

ในกรณีของวิธีการทางด้านซ้ายช่องว่างระหว่างใบหน้าจะปรากฏเป็นมุม เนื่องจากมันถูกวางในทิศทางเดียวกับปกติของใบหน้าอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีข้อเสียคือไม่สามารถแชร์จุดยอดได้

ด้วยวิธีการทางด้านขวาช่องว่างระหว่างพื้นผิวจะโค้งมนเล็กน้อยขึ้นอยู่กับวิธีการใช้แสง เนื่องจากจุดยอดถูกแชร์ จึงมีข้อได้เปรียบที่ปริมาณข้อมูลลดลง ข้อเสียคือค่าปกติของจุดยอดไม่เหมือนกับทิศทางของใบหน้าดังนั้นแม้ว่าแสงจะส่องโดยตรงจากด้านบนเช่นพื้นผิวด้านบนจะไม่ได้รับผลกระทบจากแสง 100%

มันยากที่จะเข้าใจแม้ว่าคุณจะอธิบายเป็นประโยคก็ตาม ดังนั้นตรวจสอบแผนภาพด้านล่างเพื่อดูความแตกต่าง

มันถูกแสดงด้วยซอฟต์แวร์การสร้างแบบจําลองที่เรียกว่า Metasequoia

คุณจะเห็นว่ามันค่อนข้างแตกต่างกันในรูปลักษณ์ ในตัวอย่าง เราจะสร้างกล่องด้วยวิธีที่ถูกต้องเพื่อไม่ให้โค้ดซ้ําซ้อน

สนาม

/// <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 };

กล่องถูกสร้างขึ้นโดยใช้บัฟเฟอร์จุดยอดและบัฟเฟอร์ดัชนี

การสร้างสรรค์

// 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;

มีหลายรายการใน BasicEffect ที่ตั้งค่าแสง

ขั้นแรก ให้ตั้งค่าคุณสมบัติ LightingEnabled เป็น true เพื่อสั่งให้คํานวณแสง

เมื่อคุณเรียกใช้เมธอด EnableDefaultLighting สีของแสงหรือวัสดุจะถูกตั้งค่าโดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม การใช้ไฟเริ่มต้นในกล่องนี้สว่างเกินไป ดังนั้นฉันจึงปิดใช้งานสีพิเศษและปิดใช้งานไฟที่สองและสาม

// 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);

มันเป็นโค้ดที่ยาวไปหน่อย แต่จะสร้างข้อมูลจุดยอด โครงสร้างข้อมูลจุดยอดที่ใช้ในครั้งนี้คือ "VertexPositionNormalTexture" ที่มีข้อมูล "position", "normal" และ "texture coordinates" เนื่องจากเฟรมเวิร์ก XNA ไม่ได้จัดเตรียมโครงสร้างที่มีเพียง "ตําแหน่ง" และ "ปกติ" "Vector2.Zero" จึงถูกระบุไว้สําหรับจุดยอดทั้งหมดสําหรับพิกัดพื้นผิว (แน่นอนถ้าคุณเข้าใจคุณสามารถสร้างโครงสร้างของคุณเองได้)

สําหรับปกติดังแสดงในรูปก่อนหน้านี้จะถูกตั้งค่าให้ชี้ไปในทิศทางเฉียง เนื่องจากค่าปกติเป็นคําจํากัดความข้อมูลที่แสดงโดยการวางแนวเท่านั้น จึงมีการระบุทิศทางแล้วทําให้เป็นมาตรฐานด้วยเมธอด Vector3.Normalize

VertexPositionNormalTexture ผู้สร้าง

สร้างอินสแตนซ์ของโครงสร้าง "VertexPositionNormalTexture" ด้วยข้อมูลจุดยอดสําหรับตําแหน่งและพิกัดปกติและพื้นผิว

Vector3.Normalize วิธี

สร้างเวกเตอร์หน่วยจากเวกเตอร์ที่ระบุ

// 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);

การสร้างบัฟเฟอร์ดัชนีก็ไม่ต่างกัน

รูปภาพ

// 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
    );
}

เนื่องจากข้อมูลจุดยอดถูกตั้งค่าไว้ล่วงหน้าจึงไม่มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับรหัสการวาดภาพ

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 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);
        }
    }
}