3D遊戲從入門到精通 21

2.10.1

燈光與材質

在現實的世界裡，沒有光線，是什麼東西也看不見的。在d3d的世界裡，也是一樣的。但是在d3d裡有一種光線，是非常奇怪的，這種光線是沒有方向，沒有位置，整個世界全可以照亮的光線，它就是環境光，它其實有點像我們現實生活裡的無影燈。在d3d裡光線分為三種型別，分別是點光源、聚光燈和方向光。

材質就是說明物體是吸收什麼樣顏色的光線和反射什麼樣顏色的光線。在現實世界裡，看到各種各樣的物體，各色各樣的。同是太陽光照射下，看到花朵有紅色的，有白色的，有黃色的，還有粉紅色的。這種不同的顏色的表現，我們就說是它們的材質不同，也就是它們吸收光線和反射的光線不同。

在d3d裡有下面幾種光線型別：

typedef enum d3dlighttype

d3dlighttype, *lpd3dlighttype;

點光源

點光源是有位置和有顏色，但沒有單一方向，而是向四面八方向發出光線的光源。它有點像電燈泡一樣，向各個方向都發出光線。如下圖所示：

點光源的顯示，主要與點光源的位置和物體的頂點法線有關。通過點光源的位置與頂點的法線的夾角來計算表面的光照亮度，頂點的法線跟點光源夾角越小，就越亮。下面就是乙個點光源的例子顯示的圖：

在這個圖里，地板是有很多頂點連線的三角形組成，每個頂點的法線方向是垂直於地板。因此地板的亮度就是乙個中間亮，慢慢向四周減弱的過程。下面就仔細地看看怎麼實現點光源的顯示。

在d3d裡要表達光源，就得使用資料結構來表示，這是任何程式都缺少不了的。下面就是d3d裡用來表示光源的資料結構：

typedef struct d3dlight9 d3dlight9, *lpd3dlight;

在這個結構裡，

type是光源的型別，就是點光源、方向光和聚光燈。

diffuse是光源發出漫射光的顏色。

specular是光源發出鏡面反射光的顏色。

ambient是光源發出環境光的顏色。

position是光源的位置。方向光是沒有位置的。

direction是光源的方向。點光源是沒有方向的。這裡使用向量來表達光線的方向，向量可以不用規格化，但不能是零長度的向量。

range是光線的範圍，就是說在這個距離內的物體都能照亮，但方向光是沒有範圍的。並且這個距離的長度最大不能超過flt_max的平方根。

falloff是表示聚光燈的內心圈最亮點到外圈的衰減量。這個只能使用在聚光燈上。

attenuation0、attenuation1和attenuation2是用下面的公式來表達的：

atten = 1/( attenuation0+ attenuation1* d + attenuation2* d2)

這三個係數表示光強度與距離的關係，attenuation0是恆定衰減量，attenuation1是定義線性衰減量，attenuation2是定義二次衰減量。很多時候，都是讓attenuation0等於0，attenuation1等於1，attenuation2等於0，這樣光強度就與距離d成反比了。

theta是聚光燈內光圈的角度。

phi是聚光燈外光圈的角度。

如下圖所示：

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