XNA Shader 程序設計

教程2 - 漫反射

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大家好，今天我們將在教程一的基礎上繼續學習，在光照算式中加上漫反射光。

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漫反射光

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環境光計算等式為：

I = Aintensity * Acolor

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漫反射基于這個等式，添加了一道有方向的光線：

I = Aintensity x Acolor + Dintensity x Dcolor x N.L (2.1)

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通過計算式，你可以看到我們仍然使用了環境光，但添加了兩個變量，分別表示漫反射光的光強和顏色，還添加了兩個向量N和L，L表示光照方向，N表示表面法線。

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我們可以認為漫反射表現了一個表面如何反射光線。法線方向N和光線方向L的夾角越小，表面反射的光就越強。

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當L和N平行，反射光最強，當L與物體表面平行，反射光最弱。

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我們可以通過計算向量的點積（或叫數量積）來得到L與N的夾角。這條計算向量夾角的法則定義如下：N.L = |N| x |L| x cos(a)。|N|是向量N的長度，|L|是向量L的長度，cos(a)表示兩向量的夾角。

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實現shader

我們需要三個全局變量

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float4x4??? matWorldViewProj;
float4x4??? matInverseWorld;
float4????? vLightDirection;

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我們仍然需要教程一中介紹的worldviewprojection矩陣，同時需要添加InverseWorld矩陣來變換法線，添加vLightDirection表示光線方向。

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我們仍需為頂點著色器定義OUT結構體，從而把數據傳給像素著色器：
struct OUT?
{?
??? float4 Pos: POSITION;?
??? float3 L:??? TEXCOORD0;?
??? float3 N:??? TEXCOORD1;?
};

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我們把位置Pos，光線方向L，法線N存在不同的寄存器中。TEXCOORDn可以用來表示任意值，在我們沒有使用貼圖的情況下，我們用它來存儲向量。

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OK，下面是頂點著色器：
OUT VertexShader( float4 Pos: POSITION, float3 N: NORMAL )?
{?
??? OUT Out = (OUT) 0;?
??? Out.Pos = mul(Pos, matWorldViewProj);?
??? Out.L = normalize(vLightDirection);?
??? Out.N = normalize(mul(matInverseWorld, N));?
??? return Out;?
}

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我們從模型文件中獲得頂點和法線的數據然后傳遞給shader，然后變換位置坐標，歸一化光線方向，變換并歸一化物體表面的法線。

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然后，在像素著色器中，把TEXCOORD0的值給L，TEXCOORD1的值給N，寄存器的值來自頂點著色器。下面在像素著色器中實現算式2.1：

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float4 PixelShader(float3 L: TEXCOORD0, float3 N: TEXCOORD1) : COLOR?
{???
??? float Ai = 0.8f;?
??? float4 Ac = float4(0.075, 0.075, 0.2, 1.0);
??? float Di = 1.0f;?
??? float4 Dc = float4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);?
??? return Ai * Ac + Di * Dc * saturate(dot(L, N));?
}

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下面是這個shader的technique

technique DiffuseLight?
{?
??? pass P0?
??? {?
??????? VertexShader = compile vs_1_1 VertexShader();?
??????? PixelShader = compile ps_1_1 PixelShader();?
??? }?
}

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OK，這就是漫反射！下載代碼調試一下吧。

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Download:?Executable + Source

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轉載于:https://www.cnblogs.com/cocoaleaves/archive/2009/04/23/1442515.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【译】XNA Shader 程序设计（二）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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