DirectX 11漫射照明实现
以下：.php?page=2
我试图实现漫射照明，但我认为我没有理解什么…，我不知道我是否正确地计算它。
多维数据集的顶点信息是：
SimpleVertex vertices[] =
{
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, -1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, -1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, -1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, -1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, -1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, -1.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, -1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, -1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 0.0f, 0.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, -1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 1.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, -1.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, -1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 1.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(1.0f, 1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 0.0f) },
{ DirectX::XMFLOAT3(-1.0f, 1.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 1.0f), DirectX::XMFLOAT2(1.0f, 0.0f) },
};顶点着色器是：
cbuffer ConstantBuffer : register( b0 )
{
matrix World;
matrix View;
matrix Projection;
float4 vMeshColor;
};
struct VS_INPUT
{
float4 Position : POSITION;
float3 Normal : NORMAL;
float2 Texture : TEXCOORD0;
};
struct PS_INPUT
{
float4 Position : SV_POSITION;
float3 Normal : TEXCOORD0;
float2 Texture : TEXCOORD1;
};
PS_INPUT VS( VS_INPUT input )
{
PS_INPUT output = (PS_INPUT)0;
output.Position = mul( input.Position, World );
output.Position = mul( output.Position, View );
output.Position = mul( output.Position, Projection );
output.Normal = mul( input.Normal, World );
output.Normal = mul( output.Normal, View );
output.Normal = mul( output.Normal, Projection );
output.Normal = normalize( output.Normal );
output.Texture = input.Texture;
return output;
}像素为：
PS_OUTPUT PS( PS_INPUT input )
{
PS_OUTPUT output;
float4 ambient = {0.1, 0.0, 0.0, 1.0};
float4 lightColor = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
float3 lightPosition = ( 1.0f, 1.0f, 0.0f );
float3 lightDirection = normalize(lightPosition - input.Position);
float1 diffuse = saturate( dot( lightDirection, input.Normal )) * lightColor;
output.color = diffuse;
//float4 solidColor = float4( 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f );
//output.color = solidColor;
return output;
}结果(当立方体旋转50次时)：
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2017-10-01 22:29:21
这里的信息不多，但是法线是指向某个顶点(点)某一方向的方向向量(方向)。当你计算漫射照明时，你得到的是光的位置，得到顶点的位置(在这里，我假设从立方体)，然后你找到两个矢量之间的角度。把它描绘成一个三角形，你画一条从光点到立方体上顶点的线，然后计算出从光到法向量之间的夹角(直线指向垂直的，正交的，或者是直射的)。这两个向量之间的角度越高，它就越暗，因为你拿的是“点积”。当角度是直角时，点积将为零，意味着没有光。当“法线”方向直接指向光的方向时，点积的值是1，意思是全光。当你把这个点积(基本上是光强度)乘以另一种颜色时，你正在调整顶点(或立方体)原有颜色的亮度。调节你所看到的颜色。希望这解释了些什么。
当你改变数字的时候，你为什么会看到你看到的，我不知道。
我只想补充一下，关于为什么你看到不同的东西，如果你改变了法线的位置，法线向量几乎总是一个单位向量(长度为1)。当你做照明计算时，如果两个向量都是正规化的(都是单位矢量，或者都是长度为1的向量)，你只能得到0到1之间的期望值。否则，你可以得到大大小小的负数。如果你用一个像45这样的大数作为你的照明乘法因子，那么事情就不会是正确的。着色器中的颜色是0到1之间的值。
更新:好的，这会变得很复杂，我不知道我是否能画一幅画来显示这个。在这段代码中，你取了立方体的每个角顶点，然后把它乘以所谓的世界/视图/投影矩阵。基本上，它取到立方体的顶点，移动到它在世界上的位置，然后将它移动到摄像机位置的相反位置，这通常意味着接近原点(0，0，0)在摄像机前面。然后投影矩阵就是将这些点转换到屏幕上的东西。这里需要记住的是，用这个神奇的WVP矩阵乘以顶点着色器中的输入顶点，最终的结果是，顶点在摄像机前结束，然后投影到屏幕上。
现在有第二部分正在发生，那就是照明计算。它可以在世界空间中完成，也可以在world视图转换完成之后进行。在这种情况下，代码在世界空间中进行照明计算，这意味着从你的立方体的顶点在它的局部空间，它被转换到它的世界位置。它可能在世界上的任何地方，它可能是(150，20，60)。你需要把它转换成这个世界位置，因为光的位置也在这个空间的某个地方。法向量通常是单位向量(长度为1的向量)。描绘法向量，从(0，0，0)开始，指向一个方向。
首先，将法向量乘以世界矩阵，这是错误的。理想情况下，应该发生的是法线向量应该“跟随”顶点位置的变换，然后从这个变换的世界位置指出一个长度。我希望我能画出一些东西来更好地解释它。第一个是绝对错误的，第二个是用世界矩阵乘以位置的，我认为也是错误的。
编辑:我看了教程代码，它运行良好。你指定一个光点为(1，1，0)，然后在你的着色器中使用它。另一方面，在本教程中，两个亮点是：
XMFLOAT4( -0.577f, 0.577f, -0.577f, 1.0f ),
XMFLOAT4( 0.0f, 0.0f, -1.0f, 1.0f ),你会看到的第二个是单位向量，只有Z是-1。第一个也是单位向量(长度为1)，因为A平方+B平方+C平方=长度。这就是为什么这两个都是单位向量和点积将得到正确的结果。另一方面，你的(1，1，0)向量不是单位向量。我不确定这是否有区别，但无论如何，您的代码和教程中的代码并不相同，我不确定这些更改是否是您的代码不能工作的原因。还请注意，恰克的轻码工作，因为立方体是在中心，如果它被移动到任何其他地方，你会发现到处都是照明缺陷。我想他这么做只是为了演示。
https://stackoverflow.com/questions/46517144
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