DirectX 9.0c遊戲開發手記之“龍書”第二版學習筆記之8： Chap10: Lighting

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        這一章講的是光照。光照（lighting）是Direct3D中非常重要的概念，而與之相對應的是材質（material）的概念。如果沒有材質的話，那麼光照的作用也無法體現。

        在較早一些的關於DirectX 9的編程入門書籍裡，一般是使用D3DLIGHT9結構體來建立一個光源，而用D3DMATERIAL9結構體來定義物體的材質。我們要做的就是一些很瑣碎的家務活，基本上就是建立這些結構體對象、設定其中的參數、啟用光照之類的，至於具體實現的細節就非吾等所需（和所能）操心的了。

        不過在我們的“龍書”第二版中，我們是使用shader方法來進行光照處理的。這意味著這樣兩點內容：

1、  這裡面不會出現D3DLIGHT9和D3DMATERIAL9這兩個結構體。相反，我們將使用自己的變數或者結構體來實現D3DLIGHT9以及D3DMATERIAL9的功能。

2、  我們必須考慮實現光照的細節了。這意味著我們必須好好理解書上的理論知識，然後將公式用代碼錶示。不過從實際角度出發，我們只需要把常用的關於光照處理的.fx檔案儲存好、以供以後隨時查閱就OK 了。

 

        另外這也讓我們能夠發揮自己的創造性了：比如說，後面我們會發現，至少有兩種不同的實現鏡面反射的方法。另外，還有一些特殊的渲染效果可以通過shader方法來實現，比如說卡通渲染風格。

   

        下面就進入習題講解部分吧！

 

        這一章的習題還是非常有意思的，也是我自我感覺非常滿意的一次。

 

習題1部分：

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        這一道題引入了另一種實現鏡面反射的方面，我稱之為halfway方法，因為它使用的是一個halfway向量。這個方法個人感覺很好，在外部環境（模型）所有的參數保持不變的情況下，似乎這種方法竟然讓模型變得更光滑了！

        閑話少說，我們來看看效果吧！這是書上講過的經典方法的效果：

        而這個是halfway方法的效果：

        可以看出來，halfway方法的效果更加細膩了，光線不再刺眼了！為了方便，我設定了一個切換功能，只要按下數字鍵1或者2，就可以在兩種鏡面反射方法之間進行切換，從而直觀地觀察到效果。

         當然， 我不會忘了給你們代碼的：

習題1代碼

 

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習題2部分：

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        這一道題又引入了一個令人興奮的話題：卡通風格渲染！當然，這裡能夠做到的很少，真實的卡通風格渲染不會這麼簡單。要實現那種輪廓分明、明暗變化快、純色為主的卡通風格渲染，我們要做的事情還有很多（而且本人還沒有學會）。不過這裡的函數貌似有點問題，而我訂購的實體書一直沒來貨，所以我只好將就將就了。

        另外我好奇的是這個函數究竟怎麼使用。我的理解是將它作為最終像素的一個放縮因子使用的，不知道你們意下如何？

        不管怎麼樣，還是看看效果吧！

 

        下面的代碼的：

習題2

 

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習題3部分：

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        這一道題很簡單，讓我們將書上的一個程式稍微進行變動，使得光源運動起來。這道題沒什麼可說的。

        下面是代碼的：

習題3

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習題4部分：

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        這一道題有點意思，讓我們在情境中同時設定兩個光源。本來我以為這個很簡單的， 但是我弄了一天的時間才弄好，摸爬滾打，最後發現最主要的錯誤還是在更新了technique後忘了進行設定了！

        不過現在的代碼我覺得仍然有點缺陷，就是為了好玩，我讓使用者可以在三種模式之下進行切換：按0鍵是啟用第一個光源，按1鍵是啟用第二個光源，而按2鍵則是同時啟用兩個光源。然後我發現，要實現這樣的效果，好像必須寫3個techniques，分別對應這三種情況！我覺得這有點浪費了，不過也沒有想到更好的解決辦法。不知道讀者有沒有誰能夠提出更好的解決方案呢？

        下面是程式運行時的：

 

        仍然是代碼的：

習題4

 

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習題5部分：

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        這一道題很簡單，其實書上最後一節已經把方法都告訴你了。我這裡就不貼圖了。下面把地址送上：

習題5

 

        補充：雖然和第1題中的halfway方法一樣都是讓高亮部分更加柔和了，但是二者的區別還是蠻大的。

 

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習題6部分：

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        這一道題說難不難，說簡單也不簡單，關鍵看你有沒有學過微積分了。學過的話一切都好說。不管怎麼樣，我已經比較輕鬆地實現了這個程式，效果還不錯！

        另外，為了讓這個程式更加好玩，同時也為了更加方便地看到光與材質的相互作用，我增添了“調節光色”的功能：在程式運行時按住數字鍵1（2、3），同時按空格鍵/左Control鍵就可以對紅色（綠色、藍色）成分的取值進行上調/下調了！效果很炫啊，有木有！下面放幾張：

 

        最後是代碼的：

習題答案6

 

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        好啦，這一期就到此結束啦！

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