G-буферы. Часть 6

G-буферы. Часть 6

Следующий буфер, который мы рассмотрим – это буфер диффузного освещения. В буфере сохраняется информация о диффузной освещенности объекта.

Такая информация очень полезна практически для любой модели освещения, таким образом, буфер диффузного освещения может применяться, наример, для отложенного освещения (deferred shading).

Для начала нам нужно написать шейдер для буфера, очевидно, что тут нам подходит обычный шейдер для модели освещения Ламберта, разве что Ambient компонета освещения нем не нужна.

Шейдер выглядит следующим образом:

float4x4 World;

float4x4 View;

float4x4 Projection;

float3 LightPosition = float3(0, 0.5, 1);

// TODO: add effect parameters here.

struct VertexShaderInput

{


float4 Position : POSITION0;


float3 Normal : NORMAL;


// TODO: add input channels such as texture


// coordinates and vertex colors here.

};

struct VertexShaderOutput

{


float4 Position : POSITION0;


float3 WorldPosition : TEXCOORD0;


float3 Normal : TEXCOORD1;


// TODO: add vertex shader outputs such as colors and texture


// coordinates here. These values will automatically be interpolated


// over the triangle, and provided as input to your pixel shader.

};

VertexShaderOutput VertexShaderFunction(VertexShaderInput input)

{

VertexShaderOutput output;


float4 worldPosition = mul(input.Position, World);


float4 viewPosition = mul(worldPosition, View);


float3 worldNormal = normalize(mul(input.Normal, World));

output.Position = mul(viewPosition, Projection);

output.WorldPosition = worldPosition;

output.Normal = worldNormal;


// TODO: add your vertex shader code here.


return output;

}

float4 PixelShaderFunction(VertexShaderOutput input) : COLOR0

{


float3 worldPosition = input.WorldPosition;


float3 worldNormal = normalize(input.Normal);


float3 lightDirection = normalize(LightPosition — worldPosition);


float4 Diffuse = max(0, dot(worldNormal, lightDirection));


return Diffuse;

}

technique Technique1

{


pass Pass1

{


// TODO: set renderstates here.


VertexShader = compile
vs_1_1 VertexShaderFunction();


PixelShader = compile
ps_2_0 PixelShaderFunction();

}

}

Код метода DrawDiffuse достаточно просто и понятен.


private
void DrawDiffuse(ref
Matrix world, ref
Matrix view, ref
Matrix projection)

{

GraphicsDevice.SetRenderTarget(0, targetDiffuse);

GraphicsDevice.Clear(Color.Black);

effectDiffuse.Parameters[«View»].SetValue(view);

effectDiffuse.Parameters[«Projection»].SetValue(projection);

effectDiffuse.Parameters[«LightPosition»].SetValue(new
Vector3(0, 0.5f, 1));

world = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.ToRadians(60)) * Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0.8f, 0);

effectDiffuse.Parameters[«World»].SetValue(world);

teapot.Draw(effectDiffuse);

world = Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0, 0);

effectDiffuse.Parameters[«World»].SetValue(world);

cube.Draw(effectDiffuse);

world = Matrix.CreateTranslation(0, 0, 0);

effectDiffuse.Parameters[«World»].SetValue(world);

cylinder.Draw(effectDiffuse);

}

При добавлении нужного кода, получаем такую картинку:

При более внимательном обновлении можно заметить, например, что левая часть цилинда в буфере имеет черный цвет, в то время как в сцене он не совсем черный. Дело в том, что в сцене левая часть цилиндра освещена только ambient светом, а диффузная составляющая равняется в этой части нулю.

Исходный код Game1.cs

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using Microsoft.Xna.Framework;

using Microsoft.Xna.Framework.Audio;

using Microsoft.Xna.Framework.Content;

using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices;

using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;

using Microsoft.Xna.Framework.Input;

using Microsoft.Xna.Framework.Media;

using Microsoft.Xna.Framework.Net;

using Microsoft.Xna.Framework.Storage;

using Primitives3D;

namespace XNA_MRT

{


///
<summary>


/// This is the main type for your game


///
</summary>


public
class
Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game

{


GraphicsDeviceManager graphics;


SpriteBatch spriteBatch;


CubePrimitive cube;


TeapotPrimitive teapot;


CylinderPrimitive cylinder;


Effect effectLight;


Effect effectDiffuse;


Effect effectDepth;


Effect effectID;


Effect effectNormals;


RenderTarget2D targetDiffuse;


RenderTarget2D targetDepth;


RenderTarget2D targetID;


RenderTarget2D targetNormals;


SpriteComponent spriteComp;


public Game1()

{

graphics = new
GraphicsDeviceManager(this);

Content.RootDirectory = «Content»;

}


///
<summary>


/// Allows the game to perform any initialization it needs to before starting to run.


/// This is where it can query for any required services and load any non-graphic


/// related content. Calling base.Initialize will enumerate through any components


/// and initialize them as well.


///
</summary>


protected
override
void Initialize()

{


// TODO: Add your initialization logic here

cube = new
CubePrimitive(GraphicsDevice);

teapot = new
TeapotPrimitive(GraphicsDevice);

cylinder = new
CylinderPrimitive(GraphicsDevice);

spriteComp = new
SpriteComponent(this);


this.Components.Add(spriteComp);


base.Initialize();

}


///
<summary>


/// LoadContent will be called once per game and is the place to load


/// all of your content.


///
</summary>


protected
override
void LoadContent()

{


// Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures.

spriteBatch = new
SpriteBatch(GraphicsDevice);


// TODO: use this.Content to load your game content here

effectDepth = Content.Load<Effect>(«drawDepth»);

effectDiffuse = Content.Load<Effect>(«drawDiffuse»);

effectID = Content.Load<Effect>(«drawID»);

effectNormals = Content.Load<Effect>(«drawNormals»);

effectLight = Content.Load<Effect>(«Light»);

targetDepth = new
RenderTarget2D(GraphicsDevice, graphics.PreferredBackBufferWidth, graphics.PreferredBackBufferHeight, 1, SurfaceFormat.Color);

targetDiffuse = new
RenderTarget2D(GraphicsDevice, graphics.PreferredBackBufferWidth, graphics.PreferredBackBufferHeight, 1, SurfaceFormat.Color);

targetID = new
RenderTarget2D(GraphicsDevice, graphics.PreferredBackBufferWidth, graphics.PreferredBackBufferHeight, 1, SurfaceFormat.Color);

targetNormals = new
RenderTarget2D(GraphicsDevice, graphics.PreferredBackBufferWidth, graphics.PreferredBackBufferHeight, 1, SurfaceFormat.Color);

}


///
<summary>


/// UnloadContent will be called once per game and is the place to unload


/// all content.


///
</summary>


protected
override
void UnloadContent()

{


// TODO: Unload any non ContentManager content here

}


///
<summary>


/// Allows the game to run logic such as updating the world,


/// checking for collisions, gathering input, and playing audio.


///
</summary>


///
<param name=»gameTime»>Provides a snapshot of timing values.</param>


protected
override
void Update(GameTime gameTime)

{


// Allows the game to exit


if (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed)


this.Exit();


// TODO: Add your update logic here


base.Update(gameTime);

}


///
<summary>


/// This is called when the game should draw itself.


///
</summary>


///
<param name=»gameTime»>Provides a snapshot of timing values.</param>


protected
override
void Draw(GameTime gameTime)

{

GraphicsDevice.RenderState.AlphaBlendEnable = false;

GraphicsDevice.RenderState.DepthBufferEnable = true;


Matrix world = Matrix.Identity;


Matrix view = Matrix.CreateLookAt(new
Vector3(-3, 0, 2), Vector3.Zero, Vector3.Up);


Matrix projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.ToRadians(45), GraphicsDevice.Viewport.AspectRatio, 0.1f, 10f);

DrawDepth(ref world, ref view, ref projection);

DrawDiffuse(ref world, ref view, ref projection);

DrawNormals(ref world, ref view, ref projection);

DrawIDs(ref world, ref view, ref projection);

DrawScene(ref world, ref view, ref projection);

spriteComp.Clear();

spriteComp.Add(targetDepth.GetTexture());

spriteComp.Add(targetNormals.GetTexture());

spriteComp.Add(targetID.GetTexture());

spriteComp.Add(targetDiffuse.GetTexture());


base.Draw(gameTime);

}


private
void DrawDiffuse(ref
Matrix world, ref
Matrix view, ref
Matrix projection)

{

GraphicsDevice.SetRenderTarget(0, targetDiffuse);

GraphicsDevice.Clear(Color.Black);

effectDiffuse.Parameters[«View»].SetValue(view);

effectDiffuse.Parameters[«Projection»].SetValue(projection);

effectDiffuse.Parameters[«LightPosition»].SetValue(new
Vector3(0, 0.5f, 1));

world = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.ToRadians(60)) * Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0.8f, 0);

effectDiffuse.Parameters[«World»].SetValue(world);

teapot.Draw(effectDiffuse);

world = Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0, 0);

effectDiffuse.Parameters[«World»].SetValue(world);

cube.Draw(effectDiffuse);

world = Matrix.CreateTranslation(0, 0, 0);

effectDiffuse.Parameters[«World»].SetValue(world);

cylinder.Draw(effectDiffuse);

}


private
void DrawDepth(ref
Matrix world, ref
Matrix view, ref
Matrix projection)

{

GraphicsDevice.SetRenderTarget(0, targetDepth);

GraphicsDevice.Clear(Color.Black);

effectDepth.Parameters[«View»].SetValue(view);

effectDepth.Parameters[«Projection»].SetValue(projection);

effectDepth.Parameters[«Eye»].SetValue(new
Vector3(-3, 0, 2));

world = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.ToRadians(60)) * Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0.8f, 0);

effectDepth.Parameters[«World»].SetValue(world);

teapot.Draw(effectDepth);

world = Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0, 0);

effectDepth.Parameters[«World»].SetValue(world);

cube.Draw(effectDepth);

world = Matrix.CreateTranslation(0, 0, 0);

effectDepth.Parameters[«World»].SetValue(world);

cylinder.Draw(effectDepth);

}


private
void DrawNormals(ref
Matrix world, ref
Matrix view, ref
Matrix projection)

{

GraphicsDevice.SetRenderTarget(0, targetNormals);

GraphicsDevice.Clear(Color.Black);

effectNormals.Parameters[«View»].SetValue(view);

effectNormals.Parameters[«Projection»].SetValue(projection);

world = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.ToRadians(60)) * Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0.8f, 0);

effectNormals.Parameters[«World»].SetValue(world);

teapot.Draw(effectNormals);

world = Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0, 0);

effectNormals.Parameters[«World»].SetValue(world);

cube.Draw(effectNormals);

world = Matrix.CreateTranslation(0, 0, 0);

effectNormals.Parameters[«World»].SetValue(world);

cylinder.Draw(effectNormals);

}


private
void DrawIDs(ref
Matrix world, ref
Matrix view, ref
Matrix projection)

{

GraphicsDevice.SetRenderTarget(0, targetID);

GraphicsDevice.Clear(Color.Black);

effectID.Parameters[«View»].SetValue(view);

effectID.Parameters[«Projection»].SetValue(projection);

world = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.ToRadians(60)) * Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0.8f, 0);

effectID.Parameters[«World»].SetValue(world);

effectID.Parameters[«ID»].SetValue(new
Vector3(0,1,0));

teapot.Draw(effectID);

world = Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0, 0);

effectID.Parameters[«World»].SetValue(world);

effectID.Parameters[«ID»].SetValue(new
Vector3(0, 0, 1));

cube.Draw(effectID);

world = Matrix.CreateTranslation(0, 0, 0);

effectID.Parameters[«World»].SetValue(world);

effectID.Parameters[«ID»].SetValue(new
Vector3(1, 0, 0));

cylinder.Draw(effectID);

}


private
void DrawScene(ref
Matrix world, ref
Matrix view, ref
Matrix projection)

{

GraphicsDevice.SetRenderTarget(0, null);

GraphicsDevice.Clear(Color.Black);

effectLight.Parameters[«View»].SetValue(view);

effectLight.Parameters[«Projection»].SetValue(projection);

effectLight.Parameters[«Eye»].SetValue(new
Vector3(-3, 0, 2));

effectLight.Parameters[«LightPosition»].SetValue(new
Vector3(0, 0.5f, 1));

world = Matrix.CreateRotationY(MathHelper.ToRadians(60)) * Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0.8f, 0);

effectLight.Parameters[«World»].SetValue(world);

effectLight.Parameters[«DiffuseColor»].SetValue(new
Vector4(1, 0, 0, 1));

teapot.Draw(effectLight);

world = Matrix.CreateTranslation(1.5f, 0, 0);

effectLight.Parameters[«World»].SetValue(world);

effectLight.Parameters[«DiffuseColor»].SetValue(new
Vector4(0, 1, 0, 1));

cube.Draw(effectLight);

world = Matrix.CreateTranslation(0, 0, 0);

effectLight.Parameters[«World»].SetValue(world);

effectLight.Parameters[«DiffuseColor»].SetValue(new
Vector4(0, 0, 1, 1));

cylinder.Draw(effectLight);

}

}

}

Реклама
Запись опубликована в рубрике Uncategorized. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s