Ну конечно, без этого никак :), хотелось бы рассказать про этот эффект…
Вот мы и подошли к более серьезным моделям освещения, нам придется рассчитать вектор освещения, создать неортогональную систему координат, и т.д. Для тех кто не знает что такое bump mapping, то выглядит он так:
Для реализации этого эффекта нам понадобиться две текстуры: base map и normal map, base map — это diffuse текстура, а normal map текстуру нам придется делать самим (почти самим). Для этого нужно скачать plug-in к Photoshop (На сайте nVidia есть этот plug-in), или любую другую программу которая конвертирует из height map в dot3. Или же воспользоваться программой normal mapper, которая находиться в Radeon DX SDK. Суть bump mapping’a состоит в том, чтобы сделать иллюзию выпуклости какой либо поверхности. Для bump mapping’а понадобиться tangent space. Вместо normal’и полигона мы будем брать normal map (dot3 текстуру), а tangent и binormal нам понадобятся для расчета освещения. Еще одна трудность правильного bump mapping’a (specular bump mapping’a) состоит в том, что нужно рассчитывать tangent space (в математической литературе привычно называть tangent space касательное пространство). В этой системе координат normal будет осью z, binormal — y, и tangent — x.
Так выглядит tangent space для вершины полигона:
Для расчета нормалей и tangent в D3DX есть следующие функции:
D3DXComputeNormals(…) D3DXComputeTangent( …)
Так что давайте сначала сосчитаем normal и tangent:
LPD3DXMESH ResultMesh,pMeshSysMem2,pMeshSysMem = NULL; // dcl_position // dcl_normal // dcl_texcoord // dcl_tangent D3DVERTEXELEMENT9 decl[]= { //stream, offset, type, method, semantic type {0,0, D3DDECLTYPE_FLOAT3,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_POSITION,0}, {0,12,D3DDECLTYPE_FLOAT2,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_NORMAL, 0}, {0,24,D3DDECLTYPE_FLOAT3,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_TEXCOORD,0}, {0,36,D3DDECLTYPE_FLOAT3,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_TANGENT, 0}, D3DDECL_END() }; m_pd3dDevice->CreateVertexDeclaration( decl,&m_pDecl); // Load mesh from .x d3d__AddMesh( m_pd3dDevice,m_strTorus,&pMeshSysMem,D3DXMESH_SYSTEMMEM); // Clone SysMesh #1 into SesMesh #2. pMeshSysMem->CloneMesh( D3DXMESH_MANAGED,decl,m_pd3dDevice,&pMeshSysMem2); D3DXComputeNormals( pMeshSysMem2,NULL); // compute the normals D3DXComputeTangent( pMeshSysMem2,0,0,0,TRUE,NULL); // compute tangent(u) // and later binormal (v) // New vertex declaration // dcl_position // dcl_normal // dcl_texcoord // dcl_tangent D3DVERTEXELEMENT9 decl2[]= { {0,0, D3DDECLTYPE_FLOAT4,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_POSITION,0}, {0,12,D3DDECLTYPE_FLOAT2,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_NORMAL, 0}, {0,24,D3DDECLTYPE_FLOAT3,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_TEXCOORD, 0}, {0,36,D3DDECLTYPE_FLOAT3,D3DDECLMETHOD_DEFAULT,D3DDECLUSAGE_TANGENT, 0}, D3DDECL_END( ) }; // Clone SysMesh into ResultMesh. pMeshSysMem2->CloneMesh( D3DXMESH_MANAGED,decl2,m_pd3dDevice,&ResultMesh); SAFE_RELEASE( pMeshSysMem); SAFE_RELEASE( pMeshSysMem2);
Шейдеры…
vertex shader
float4x4 m_matMVP; // World * View * Projection float4x4 m_matWorld; // World transposed float4 m_vLightPos; // Light position float4 m_vViewPos; // View position struct VS_INPUT_STRUCT { float4 position: POSITION; // Vertex position float3 normal: NORMAL0; // Vertex normal float2 texcoord: TEXCOORD0; // Vertex texcoord float3 tangent: TANGENT; // Tangent ( u ) float3 binormal: BINORMAL; // Binormal( v ) }; struct VS_OUTPUT_STRUCT { float4 position: POSITION; // Vertex position float2 texcoord: TEXCOORD0; // Texture coordinates float3 light: TEXCOORD1; // Light vector float3 view: TEXCOORD2; // View vector }; VS_OUTPUT_STRUCT main(VS_INPUT_STRUCT In_struct) { VS_OUTPUT_STRUCT Out_struct; Out_struct.position = mul( m_matMVP,In_struct.position); Out_struct.texcoord = In_struct.texcoord; float3x3 matTangentSpace; // Calculate binormal In_struct.binormal = cross( In_struct.tangent,In_struct.normal); matTangentSpace[0] = mul( m_matWorld,In_struct.tangent); // x matTangentSpace[1] = mul( m_matWorld,In_struct.binormal);// y matTangentSpace[2] = mul( m_matWorld,In_struct.normal); // z // Calculate light vector and move into tangent space Out_struct.light.xyz = mul( matTangentSpace,m_vLightPos); // Calculate view vector and move into tangent space Out_struct.view = mul( matTangentSpace,m_vViewPos); return Out_struct; }
fragment shader
float4 m_vAmbient; float4 m_vDiffuse; float4 m_vSpec; float4 m_vHelper; sampler2D m_Base: register(s0); // Base map sampler2D m_Bump: register( s1); // Dot3 map float4 main( float2 texcoord: TEXCOORD0; float3 light: TEXCOORD1; float3 view: TEXCOORD2): COLOR0; { float4 tx_base = tex2D( m_Base,texcoord); // Load base texture float4 tx_bump = tex2D( m_Bump,texcoord); // Load bump texture tx_bump = normalize( ( tx_bump * 2.0) – 1.0f);//Bias normal to range [-1,1] float3 nrmd_light = normalize( light); // Normalize light float3 nrmd_view = normalize( view); // Normalize view // Calculate reflect vector float4 reflect_vec = reflect( nrmd_view,nrmd_light); // Normal dot light float4 n_dot_l = dot( tx_bump,nrmd_light); // Reflect dot view float4 r_dot_v = dot( reflect_vec,nrmd_view); // Calculate ambient model float4 ambient = tx_base * m_vAmbient * m_vHelper.x; // Calculate diffuse model float4 diffuse = tx_base * m_vDiffuse * m_vHelper.y * max( N_dot_L,0.0f); // Calculate specular model float4 spec = m_vSpec * m_vHelper.z + pow( r_dot_v, m_vHelper.w); // Result lighting model float4 light_m = ambient + diffuse + spec; return light_m; }
Теперь о переменных в шейдерах…
m_matMVP – ModelViewProjection matrix
m_matWorld – World matrix
m_vLightPos – Light position
m_vViewPos – View position
m_vAmbient – Ambient color
m_vDiffuse – Diffuse color
m_vSpec - Specular color
m_vHelper.x - Ambient intensity
m_vHelper.y – Diffuse intensity
m_vHelper.z – Specular intensity
m_vHelper.w – Specular exponent
Для работы примера достаточно установить все константы, например, так:
If(m_hLocation = m_pVertShader->GetConstantByName( NULL,”Нужная константа”)) { // Здесь ставить константу. }
#3D, #Direct3D, #DirectX, #HLSL, #шейдеры
1 июня 2004 (Обновление: 19 июня 2024)