DirectX9.0光照示例程序

DirectX9.0光照实例

1.光源

Direct3D支持三种光源

• 点光源(Point Lights)
• 方向光(Directional Lights)
• 聚光灯(Spot Lights)

// 光源结构体
typedef struct _D3DLIGHT9 {
    D3DLIGHTTYPE Type; // 类型，就是上面提到的三种
    D3DCOLORVALUE Diffuse; // 漫反射
    D3DCOLORVALUE Specular; // 镜面光
    D3DCOLORVALUE Ambient; // 环境光
    D3DVECTOR Position; // 光源位置，对于方向光无意义
    D3DVECTOR Direction; // 传播方向，对于点光源无意义
    float Range; // 光线“消亡”前，所能达到的最大光程。
    float Falloff; // 仅用于聚光灯。定义了光强从内锥形到外锥形的衰减方式
    float Attenuation0; // 该衰减变量定义了光强随距离衰减的方式。仅用于点光源和聚光灯
    float Attenuation1; // 同Attenuation0
    float Attenuation2; // 同Attenuation0
    float Theta; // 仅用于聚光灯。指定了内部锥形的圆锥角，单位为弧度
    float Phi; // 仅用于聚光灯。指定了外部锥形的圆锥角，单位为弧度
} D3DLIGHT9;
 
// 具体例子
// 初始化一个白色的方向光
    D3DXVECTOR3 vecDir;
    D3DLIGHT9 light;
    ZeroMemory( &light, sizeof(D3DLIGHT9) );
    light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL; // 方向光
    light.Diffuse = D3DXCOLOR(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f); // 设置光源的漫反射光颜色为白色
    light.Direction = D3DXVECTOR3(1.0f,0.0f,0.0f); // 光的传播方向平行x轴
    light.Range = 1000.0f;

2.材质

在现实世界中，我们所观察到物体的颜色是由该物体所反射的光决定的。例如，一个黄色的茶壶，反射了全部的黄色入射光，并吸收了所有非黄色的光，所以该茶壶显示为黄色。

//材质结构体
typedef struct _D3DMATERIAL9 {
   D3DCOLORVALUE Diffuse;    // 指定表面反射的漫反射光
    D3DCOLORVALUE Ambient;    // 指定表面反射的环境光
    D3DCOLORVALUE Specular;   // 指定表面反射的镜面光
    D3DCOLORVALUE Emissive;   // 表面本身自发光
    float Power;              // 镜面高光
} D3DMATERIAL9;
// 具体例子
// 初始化一个材质
    D3DMATERIAL9 mtrl;
    ZeroMemory( &mtrl, sizeof(D3DMATERIAL9) );
    mtrl.Diffuse = mtrl.Ambient = D3DXCOLOR(1.0f,1.0f,0.0f,1.0f); //材质的漫反射和环境光均设置黄色
    Device->SetMaterial( &mtrl );

3.关键代码

//
// Globals
//
int width = 800;
int hight = 600;
IDirect3DDevice9* Device = 0;
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVB = NULL;
ID3DXMesh *Objects; // 茶壶

//
// Framework Functions
//
struct CUSTOMVERTEX
{
	D3DXVECTOR3 position;
	D3DXVECTOR3 normal;
};
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL)

bool Setup()
{
	// turn off culling
	Device->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE);
	// turn on the zbuffer
	Device->SetRenderState(D3DRS_ZENABLE, TRUE);

	return true;
}

bool CreateTeapot()
{
	// 创建茶壶
	Objects = 0;
	D3DXMATRIX Worlds;
	D3DXCreateTeapot(Device, &Objects, 0); // 有创建茶壶的函数
	Objects->DrawSubset(0);

	return true;
}

void SetupMatrices()
{
	// 绕Y轴旋转
	D3DXMATRIXA16 matWorld;
	D3DXMatrixIdentity(&matWorld);
	D3DXMatrixRotationY(&matWorld, timeGetTime() / 500.0f);
	Device->SetTransform(D3DTS_WORLD, &matWorld); // 从世界坐标系到观察坐标系变换

	// 摄像机的位置
	D3DXVECTOR3 vEyePt(0.0f, 3.0f, -5.0f);
	D3DXVECTOR3 vLookatPt(0.0f, 0.0f, 0.0f);
	D3DXVECTOR3 vUpVec(0.0f, 1.0f, 0.0f);
	D3DXMATRIXA16 matView;
	D3DXMatrixLookAtLH(&matView, &vEyePt, &vLookatPt, &vUpVec); // 左手坐标系LH 计算出变换矩阵
	Device->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView);

	// 设置视椎体大小
	D3DXMATRIXA16 matProj;
	D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&matProj, D3DX_PI / 4, 1.0f, 1.0f, 100.0f); // 基于视野构建左手透视投影矩阵
	Device->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj);
}

void SetupLights()
{
	// 初始化材料
	D3DMATERIAL9 mtrl;
	ZeroMemory(&mtrl, sizeof(D3DMATERIAL9));
	mtrl.Diffuse = mtrl.Ambient = D3DXCOLOR(1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f); // 材质的漫反射 环境光设置为黄色
	Device->SetMaterial(&mtrl);

	// 初始化白色方向光
	D3DXVECTOR3 vecDir;
	D3DLIGHT9 light;
	ZeroMemory(&light, sizeof(D3DLIGHT9));
	light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL; // 方向光
	light.Diffuse = D3DXCOLOR(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); // 设置光源的漫反射光颜色为白色
	// 光的方向随着时间不断变化
	vecDir = D3DXVECTOR3(cosf(timeGetTime() / 350.0f), 1.0f, sinf(timeGetTime() / 350.0f));
	D3DXVec3Normalize((D3DXVECTOR3*)&light.Direction, &vecDir); // 返回3D矢量的标准换版本

	light.Range = 1000.0f;
	Device->SetLight(0, &light);
	Device->LightEnable(0, TRUE);
	Device->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, TRUE);

	// finally , turn on some ambient light
	Device->SetRenderState(D3DRS_AMBIENT, 0X00202020);
}

void Cleanup()
{
	d3d::Release(g_pVB);
	d3d::Release(Objects);
	/*
	if (g_pVB != NULL)
		g_pVB->Release();
	if (Device != NULL)
		Device->Release();
	if (Objects != NULL)
		Objects->Release();
	*/
}

bool Display(float timeDelta)
{
	if (Device) // Only use Device methods if we have a valid device.
	{
		Device->Clear(0, 0, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(100, 100, 100), 1.0f, 0);
		Device->BeginScene();
		// 茶壶的颜色定义也在这个函数中
		SetupLights();
		// Setup the world , view , and projection matrices
		SetupMatrices();

		Device->SetStreamSource(0, g_pVB, 0, sizeof(CUSTOMVERTEX));
		Device->SetFVF(D3DFVF_CUSTOMVERTEX);

		CreateTeapot();

		Device->EndScene();

		Device->Present(0, 0, 0, 0);
	}
	return true;
}
// ...其余代码保持框架代码不变

运行效果：(动图其实更酷炫.gif)

其余框架代码及入门教程DirectX9.0入门及实例程序