Directx11教程三十二之MultipleLightShadowMapping

这节教程采用的结构和上一节教程“D3D11教程三十一之ShadowMap(阴影贴图)”
是一样的，上节教程是一个点光源而已，而这一节教程是采用多个点光源，来加深我们对ShadowMap的理解。



这节教程没多少好说的，直接放出我的Shader

Light.fx       (直接定义计算点光源光照的函数)

//这个文件包含一些计算光效果的函数

//这个函数用于计算点光源的衰减强度
//第一个参数为点光源位置，第二个参数为像素位置,第三个参数为像素法线量，第四个参数为在点光源处最初的漫反射光颜色
float4 ComputePLightDiffuse(float3 LightPos, float3 PixelPos,float3 PixelNormal,float4 DiffuseColor)
{
float DiffuseIntensity;
float3 DiffuseDir;
float3 InvseDiffuseDir;
float DiffuseFactor;
float4 FinalDiffuseLight;

//求出漫反射光的的方向
DiffuseDir = PixelPos - LightPos;

//求出点光源和像素(片元)之间的距离
float distance = length(DiffuseDir);

//三个衰减系数
float atten1 = 1.0f;
float atten2 = 0.2f;
float atten3 = 0.0f;

//求出衰减强度
DiffuseIntensity = 1.0f / (atten1 + atten2*distance + atten3*distance*distance);

//求出漫反射光的反方向
InvseDiffuseDir = -DiffuseDir;

//求出漫反射因子,范围[0.0,1.0]
DiffuseFactor= saturate(dot(InvseDiffuseDir, PixelNormal));

//求出最终照射在该像素点上的漫反射光
FinalDiffuseLight= DiffuseFactor*DiffuseIntensity*DiffuseColor;

return FinalDiffuseLight;
}

DrawShadowShader.fx

#include"Light.fx"  //用于计算点光源漫反射光的函数
Texture2D BaseTexture:register(t0);  //基础纹理
Texture2D ShadowMap1:register(t1);  //投影纹理
Texture2D ShadowMap2:register(t2);  //投影纹理
SamplerState WrapSampleType:register(s0);   //采样方式
SamplerState ClampSampleType:register(s1);   //采样方式

//VertexShader
cbuffer CBMatrix:register(b0)
{
matrix World;
matrix View;
matrix Proj;
matrix WorldInvTranspose;
matrix ProjectorView1;
matrix ProjectorProj1;
matrix ProjectorView2;
matrix ProjectorProj2;
};

cbuffer CBLight:register(b1)
{
float4 AmbientColor;
float3 PointLightPos1;
float pad1;
float4 diffuseColor1;
float3 PointLightPos2;
float pad2;
float4 diffuseColor2;
}

struct VertexIn
{
float3 Pos:POSITION;
float2 Tex:TEXCOORD0;  //多重纹理可以用其它数字
float3 Normal:NORMAL;
};

struct VertexOut
{
float4 Pos:SV_POSITION;
float4 ProjPos1:POSITION; //基于点光源投影在齐次裁剪空间的坐标
float4 ProjPos2:POSITION1; //基于点光源投影在齐次裁剪空间的坐标
float2 Tex:TEXCOORD0;
float3 W_Normal:NORMAL;  //世界空间的法线
float3 Pos_W:NORMAL1; //物体在世界空间的顶点坐标

};

VertexOut VS(VertexIn ina)
{
VertexOut outa;

//将坐标变换到观察相机下的齐次裁剪空间
outa.Pos = mul(float4(ina.Pos,1.0f), World);
outa.Pos = mul(outa.Pos, View);
outa.Pos = mul(outa.Pos, Proj);

//将顶点法向量由局部坐标变换到世界坐标
outa.W_Normal = mul(ina.Normal, (float3x3)WorldInvTranspose);  //此事世界逆转置矩阵的第四行本来就没啥用

//对世界空间的顶点法向量进行规格化
outa.W_Normal = normalize(outa.W_Normal);

//获取纹理坐标
outa.Tex= ina.Tex;

//将坐标变换到投影相机1下的齐次裁剪空间
outa.ProjPos1= mul(float4(ina.Pos, 1.0f), World);
outa.ProjPos1 = mul(outa.ProjPos1, ProjectorView1);
outa.ProjPos1 = mul(outa.ProjPos1, ProjectorProj1);

//将坐标变换到投影相机1下的齐次裁剪空间
outa.ProjPos2 = mul(float4(ina.Pos, 1.0f), World);
outa.ProjPos2 = mul(outa.ProjPos2, ProjectorView2);
outa.ProjPos2 = mul(outa.ProjPos2, ProjectorProj2);

//获取物体在世界空间下的坐标
outa.Pos_W= (float3)mul(float4(ina.Pos, 1.0f), World);
return outa;
}

float4 PS(VertexOut outa) : SV_Target
{
float4 TexColor; //采集基础纹理颜色
float ShadowMapDepth; //a,g,b存储的都是深度
float4 DiffuseLight; //点光源照射在像素点的漫反射光
float2 ShadowTex;   //阴影纹理坐标
float4 color = {0.0f,0.0f,0.0f,0.0f}; //最终输出的颜色
float Depth;
float bias;

//设置偏斜量
bias = 0.001f;

//第一,获取基础纹理的采样颜色
TexColor = BaseTexture.Sample(WrapSampleType, outa.Tex);

//第二，不管有没有遮挡，都应该具备环境光,注意环境光不生成阴影,这里仅仅是漫反射光生成阴影
color = AmbientColor;

//第三,求出相应顶点坐标对应在ShdowMap1上的深度值
//获取投影相机1下的投影纹理空间的坐标值[0.0,1.0]  u=0.5*x+0.5;   v=-0.5*y+0.5;   -w<=x<=w  -w<=y<=w
ShadowTex.x = (outa.ProjPos1.x / outa.ProjPos1.w)*0.5f + 0.5f;
ShadowTex.y = (outa.ProjPos1.y / outa.ProjPos1.w)*(-0.5f) + 0.5f;

//第四,由于3D模型可能超出投影相机下的视截体，其投影纹理可能不在[0.0,1.0],所以得进行判定这个3D物体投影的部分是否在视截体内(没SV_POSITION签名 显卡不会进行裁剪)
if (saturate(ShadowTex.x) == ShadowTex.x&&saturate(ShadowTex.y) == ShadowTex.y)
{
//求出顶点纹理坐标对应的深度值
ShadowMapDepth = ShadowMap1.Sample(ClampSampleType, ShadowTex).r;

//求出顶点坐标相应的深度值(点光源到渲染点的深度值)
Depth = outa.ProjPos1.z / outa.ProjPos1.w;

//减去阴影偏斜量
Depth = Depth - bias;

//如果不被遮挡,则物体具备漫反射光
if (ShadowMapDepth >= Depth)
{
//求出漫射光
DiffuseLight =ComputePLightDiffuse(PointLightPos1, outa.Pos_W, outa.W_Normal, diffuseColor1);

//颜色加上漫反射光
color += DiffuseLight;
color = saturate(color);
}
}

//第五,求出相应顶点坐标对应在ShdowMap2上的深度值
//获取投影相机1下的投影纹理空间的坐标值[0.0,1.0]  u=0.5*x+0.5;   v=-0.5*y+0.5;   -w<=x<=w  -w<=y<=w
ShadowTex.x = (outa.ProjPos2.x / outa.ProjPos2.w)*0.5f + 0.5f;
ShadowTex.y = (outa.ProjPos2.y / outa.ProjPos2.w)*(-0.5f) + 0.5f;

//第六,由于3D模型可能超出投影相机下的视截体，其投影纹理可能不在[0.0,1.0],所以得进行判定这个3D物体投影的部分是否在视截体内(没SV_POSITION签名 显卡不会进行裁剪)
if (saturate(ShadowTex.x) == ShadowTex.x&&saturate(ShadowTex.y) == ShadowTex.y)
{
//求出顶点纹理坐标对应的深度值
ShadowMapDepth = ShadowMap2.Sample(ClampSampleType, ShadowTex).r;

//求出顶点坐标相应的深度值(点光源到渲染点的深度值)
Depth = outa.ProjPos2.z / outa.ProjPos2.w;

//减去阴影偏斜量
Depth = Depth - bias;

//如果不被遮挡,则物体具备漫反射光
if (ShadowMapDepth >= Depth)
{
//求出漫射光
DiffuseLight = ComputePLightDiffuse(PointLightPos2, outa.Pos_W, outa.W_Normal, diffuseColor2);

//颜色加上漫反射光
color += DiffuseLight;
color = saturate(color);
}
}

//第七，用灯光颜色调节纹理颜色
color = color*TexColor;

return color;
}

这里有两个点光源，PointLight1和PointLight2,位置分别为(-5.0f,8.0f, -5.0f)和(5.0f, 8.0f, -5.0f)

点光源1和点光源2都发出白色的光,  环境光AmbientColor(0.20f, 0.20f, 0.20f, 1.0f)



点光源1发出红色的光，点光源2发出绿色的光,   环境光AmbientColor(0.20f, 0.20f, 0.20f, 1.0f)



最后得注意的是：一个点光源使用一张ShadowMap,多个点光源就使用多张ShadowMap

下面放出我的源代码链接：

http://download.csdn.net/detail/qq_29523119/9673575