3D遊戲基礎 Direct3D（五） 固定管線之”光”（1）：光的分類與材質

 

書接上回，說完了繪製（其實繪製說的很簡略，有空再補上吧），現在就該聊一聊光照了。

因為光照比前面的繪製有趣些，所以就多說幾句吧。:)

在D3D中（當然，OpenGL也如此），光被分成三種類型：

環境光線（Ambient），漫射光（Diffuse），鏡面光（Specular），這三種光可以同時混合使用，也可使用其中某一種或幾種光。值得注意的是，鏡面光在預設情況下是不會被D3D計算的，只有你將相應的繪製狀態設定為true之後，才會做鏡面光計算 device->SetRenderState(D3DRS_SPECULARENABLE, true) 。之所以在預設情況下，鏡面光是關閉的，因為這種光涉及的計算量相當龐大，不太適合於即時渲染，所以通常是關閉的。

環境光線：顧名思義，就是在環境中的光線，它是一個平行光（就像太陽光），來自某個方向，射向物體表面，形成明暗差別。這種方式的計算量較小，但擬真度不高，所以在低擬真度高即時性限制下，可以湊合著用。

漫射光：這種光來自某個光源，然後到達物體表面後，被均勻的漫反射開，所以，這就導致不管觀察者從哪個角度看，物體所反射的亮度都差不多。也正是這個特性，幫我們大大簡化了漫反射計算方程。當然，要注意的是，因為漫反射會均勻反射光線，所以，這種光用多了之後，會導致物體的立體感降低。

鏡面光：顯然，這種光的特性就是像鏡子一樣，將光按照規定的法線反射出去。比如，有些物體在某一點上會特別的亮，這就是鏡面光使然。

上面說到的3種光，其實都是需要作用在物體表面才能被大家感知的。不同的物體表面特性，就會產生不同強度的 環境光線分量，漫射光分量和鏡面光分量（如果開啟鏡面光的話）。描述這種表面特性的參數 就叫 材質（material）。

D3D對 material定義如下：

typedef struct D3DMATERIAL9{

D3DCOLORVALUE Diffuse;

D3DCOLORVALUE Ambient;

D3DCOLORVALUE Specular;

D3DCOLORVALUE Emissive;

float Power;

} D3DMATERIAL9

大家可以發現，一個材質變數，包含了環境光線、漫反射、鏡面光這3個分量的反射強度描述。採用COLOR表示，也就是說，可以分別描述三個光分量對 R、G、B的反射特性。D3D會根據這些值來分別計算反射出來的光的強度和顏色。

除了3個光分量外，還有一個Emissive量，這個量描述了物體的自發光強度，就是說如果物體本身在發光，那麼，就可以對Emissive進行設定，分別設定R、G、B強度。

最後一個成員，Power，它定義了高光點的銳度，值越大，銳度越大。

例子：

比如，我們想要一個物體，它只漫反射紅光，鏡面反射綠光，反射的環境光線為藍色，就可以設定為：

D3DMATERIAL9 color_obj;

color_obj.Diffuse = D3DXCOLOR(0.5, 0.0f, 0.0f, 0.0f); //RGBA

color_obj.Ambient = D3DXCOLOR(0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

color_obj.Specular = D3DXCOLOR(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);

上面就描述了一個材質，漫反射光只反射50%的紅色，而藍色和綠色被完全吸收（就是不反射）；環境反射光對綠色100%反射，對紅色和藍色完全吸收......以此類推。

因此，當我們用藍色光源照射只反射紅色光的材質時，該物體將會是黑色，因為藍色被完全吸收了。

 

To be continued...