DirectX 9.0c游戏开发手记之“龙书”第二版学习笔记之8： Chap10: Lighting

        这一章讲的是光照。光照（lighting）是Direct3D中非常重要的概念，而与之相对应的是材质（material）的概念。如果没有材质的话，那么光照的作用也无法体现。

        在较早一些的关于DirectX 9的编程入门书籍里，一般是使用D3DLIGHT9结构体来建立一个光源，而用D3DMATERIAL9结构体来定义物体的材质。我们要做的就是一些很琐碎的家务活，基本上就是创建这些结构体对象、设定其中的参数、启用光照之类的，至于具体实现的细节就非吾等所需（和所能）操心的了。

        不过在我们的“龙书”第二版中，我们是使用shader方法来进行光照处理的。这意味着这样两点内容：

1、  这里面不会出现D3DLIGHT9和D3DMATERIAL9这两个结构体。相反，我们将使用自己的变量或者结构体来实现D3DLIGHT9以及D3DMATERIAL9的功能。

2、  我们必须考虑实现光照的细节了。这意味着我们必须好好理解书上的理论知识，然后将公式用代码表示。不过从实际角度出发，我们只需要把常用的关于光照处理的.fx文件保存好、以供以后随时查阅就OK 了。

 

        另外这也让我们能够发挥自己的创造性了：比如说，后面我们会发现，至少有两种不同的实现镜面反射的方法。另外，还有一些特殊的渲染效果可以通过shader方法来实现，比如说卡通渲染风格。

   

        下面就进入习题讲解部分吧！

 

        这一章的习题还是非常有意思的，也是我自我感觉非常满意的一次。

 

习题1部分：

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        这一道题引入了另一种实现镜面反射的方面，我称之为halfway方法，因为它使用的是一个halfway向量。这个方法个人感觉很好，在外部环境（模型）所有的参数保持不变的情况下，似乎这种方法竟然让模型变得更光滑了！

        闲话少说，我们来看看效果吧！这是书上讲过的经典方法的效果：



        而这个是halfway方法的效果：



        可以看出来，halfway方法的效果更加细腻了，光线不再刺眼了！为了方便，我设置了一个切换功能，只要按下数字键1或者2，就可以在两种镜面反射方法之间进行切换，从而直观地观察到效果。

         当然， 我不会忘了给你们代码的：

习题1代码

 

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习题2部分：

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        这一道题又引入了一个令人兴奋的话题：卡通风格渲染！当然，这里能够做到的很少，真实的卡通风格渲染不会这么简单。要实现那种轮廓分明、明暗变化快、纯色为主的卡通风格渲染，我们要做的事情还有很多（而且本人还没有学会）。不过这里的函数貌似有点问题，而我订购的实体书一直没来货，所以我只好将就将就了。

        另外我好奇的是这个函数究竟怎么使用。我的理解是将它作为最终像素的一个放缩因子使用的，不知道你们意下如何？

        不管怎么样，还是看看效果吧！



 

        下面的代码的下载地址：

习题2下载地址

 

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习题3部分：

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        这一道题很简单，让我们将书上的一个程序稍微进行变动，使得光源运动起来。这道题没什么可说的。

        下面是代码的下载地址：

习题3下载地址

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习题4部分：

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        这一道题有点意思，让我们在场景中同时设置两个光源。本来我以为这个很简单的， 但是我弄了一天的时间才弄好，摸爬滚打，最后发现最主要的错误还是在更新了technique后忘了进行设置了！

        不过现在的代码我觉得仍然有点缺陷，就是为了好玩，我让使用者可以在三种模式之下进行切换：按0键是启用第一个光源，按1键是启用第二个光源，而按2键则是同时启用两个光源。然后我发现，要实现这样的效果，好像必须写3个techniques，分别对应这三种情况！我觉得这有点浪费了，不过也没有想到更好的解决办法。不知道读者有没有谁能够提出更好的解决方案呢？

        下面是程序运行时的截图：



 

        仍然是代码的下载地址：

习题4下载地址

 

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习题5部分：

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        这一道题很简单，其实书上最后一节已经把方法都告诉你了。我这里就不贴图了。下面把地址送上：

习题5下载地址

 

        补充：虽然和第1题中的halfway方法一样都是让高亮部分更加柔和了，但是二者的区别还是蛮大的。

 

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习题6部分：

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        这一道题说难不难，说简单也不简单，关键看你有没有学过微积分了。学过的话一切都好说。不管怎么样，我已经比较轻松地实现了这个程序，效果还不错！

        另外，为了让这个程序更加好玩，同时也为了更加方便地看到光与材质的相互作用，我增添了“调节光色”的功能：在程序运行时按住数字键1（2、3），同时按空格键/左Control键就可以对红色（绿色、蓝色）成分的取值进行上调/下调了！效果很炫啊，有木有！下面放几张截图：

 






        最后是代码的下载地址：

习题答案6下载地址

 

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        好啦，这一期就到此结束啦！