آموزشDirectX-Graphic (قسمت هشتم)

موضوع : نورپردازي و اختصاص بافت به اشيا سه بعدي
در اين درس مي خواهيم به مکعب درس قبل بافت اختصاص داده و نيز آنرا با يک منبع نور ، نورپردازي کنيم .
ابتدا تايپ vertex ها را بصورت زير تعريف مي کنيم :

[align=left]Private Type UnlitVertex
X As Single
Y As Single
Z As Single
nx As Single
ny As Single
nz As Single
tu As Single
tv As Single
End Type[/align]

توصيفگر اين فرمت بصورت زير خواهد بود :

[align=left]Const Unlit_FVF = (D3DFVF_XYZ Or D3DFVF_NORMAL Or D3DFVF_TEX1[/align]

همچنين مکعب ما توسط ارايه زير مشخص مي شود :

[align=left]Dim Cube2(35) As UnlitVertex[/align]

دو ثابت pi و rad را نيز بصورت زير تعريف مي کنيم :

[align=left]Const pi As Single = 3.141592
Const Rad = pi / 180[/align]

براي اختصاص بافت به مکعب ، از شي Direct3DTexture8 استفاده مي شود :

[align=left]Dim CubeTexture As Direct3DTexture8[/align]

براي نورپردازي ، از شي D3DLIGHT8 استفاده مي شود :

[align=left]Dim Lights As D3DLIGHT8[/align]

تغييرات مورد نياز در تابع Initialize
بعد از ساخت شي D3DDevice در اين تابع ، پارامترهاي آنرا بصورت زير تنظيم مي کنيم :

[align=left]D3DDevice.SetVertexShader Unlit_FVF
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_LIGHTING, 1
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_ZENABLE, 1
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_AMBIENT, &H202020[/align]

مقدار ambient يک کد هگزا RRGGBB است .
بعد از دستورات فوق ماتريسهاي matworld ، matview و matproj مطابق مطابل درس قبل تعريف مي شوند . پس از آن بايستي بافت مکعب را از درون فايل تصويري مورد نظرتان load کنيد :

[align=left]Set CubeTexture = D3DX.CreateTextureFromFileEx(D3DDevice, yourfilename, 128, 128, D3DX_DEFAULT, 0, DispMode.Format, D3DPOOL_MANAGED, D3DX_FILTER_LINEAR, D3DX_FILTER_LINEAR, 0, ByVal 0, ByVal 0)x[/align]

حال بايستي تابع InitializeGeometry صدا زده شود و سپس تابع SetupLights فراخواني شوند . ابتدا به توضيح تابع InitializeGeometry مي پردازيم :

[align=left]Private Function InitialiseGeometry() As Boolean[/align]

ابتدا يک بردار نرمال تعريف مي کنيم :

[align=left]Dim vN As D3DVECTOR[/align]

سپس آرايه cube2 را با مقادير عددي پر مي کنيم . نرمالهاي تمام vertex ها را ابتدا با بردار
[0,0,0 ] تعريف مي کنيم . اين مقدا بعداً تغيير خواهد کرد :

[align=left]Cube2(0) = CreateVertex(-1, -1, 1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(1) = CreateVertex(1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(2) = CreateVertex(-1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(0), Cube2(1), Cube2(2))
Cube2(0).nx = vN.X: Cube2(0).ny = vN.Y: Cube2(0).nz = vN.Z
Cube2(1).nx = vN.X: Cube2(1).ny = vN.Y: Cube2(1).nz = vN.Z
Cube2(2).nx = vN.X: Cube2(2).ny = vN.Y: Cube2(2).nz = vN.Z


Cube2(3) = CreateVertex(1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(4) = CreateVertex(-1, -1, 1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(5) = CreateVertex(1, -1, 1, 0, 0, 0, 1, 0)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(3), Cube2(4), Cube2(5))
Cube2(3).nx = vN.X: Cube2(3).ny = vN.Y: Cube2(3).nz = vN.Z
Cube2(4).nx = vN.X: Cube2(4).ny = vN.Y: Cube2(4).nz = vN.Z
Cube2(5).nx = vN.X: Cube2(5).ny = vN.Y: Cube2(5).nz = vN.Z

'Back
Cube2(6) = CreateVertex(-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 1)
Cube2(7) = CreateVertex(1, 1, -1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(8) = CreateVertex(-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(6), Cube2(7), Cube2(8))
Cube2(6).nx = vN.X: Cube2(6).ny = vN.Y: Cube2(6).nz = vN.Z
Cube2(7).nx = vN.X: Cube2(7).ny = vN.Y: Cube2(7).nz = vN.Z
Cube2(8).nx = vN.X: Cube2(8).ny = vN.Y: Cube2(8).nz = vN.Z

Cube2(9) = CreateVertex(1, -1, -1, 0, 0, 0, 1, 0)
Cube2(10) = CreateVertex(-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(11) = CreateVertex(1, 1, -1, 0, 0, 0, 1, 1)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(9), Cube2(10), Cube2(11))
Cube2(9).nx = vN.X: Cube2(9).ny = vN.Y: Cube2(9).nz = vN.Z
Cube2(10).nx = vN.X: Cube2(10).ny = vN.Y: Cube2(10).nz = vN.Z
Cube2(11).nx = vN.X: Cube2(11).ny = vN.Y: Cube2(11).nz = vN.Z

'Right
Cube2(12) = CreateVertex(-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(13) = CreateVertex(-1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(14) = CreateVertex(-1, 1, -1, 0, 0, 0, 1, 0)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(12), Cube2(13), Cube2(14))
Cube2(12).nx = vN.X: Cube2(12).ny = vN.Y: Cube2(12).nz = vN.Z
Cube2(13).nx = vN.X: Cube2(13).ny = vN.Y: Cube2(13).nz = vN.Z
Cube2(14).nx = vN.X: Cube2(14).ny = vN.Y: Cube2(14).nz = vN.Z

Cube2(15) = CreateVertex(-1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(16) = CreateVertex(-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(17) = CreateVertex(-1, -1, 1, 0, 0, 0, 0, 1)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(15), Cube2(16), Cube2(17))
Cube2(15).nx = vN.X: Cube2(15).ny = vN.Y: Cube2(15).nz = vN.Z
Cube2(16).nx = vN.X: Cube2(16).ny = vN.Y: Cube2(16).nz = vN.Z
Cube2(17).nx = vN.X: Cube2(17).ny = vN.Y: Cube2(17).nz = vN.Z

'Left
Cube2(18) = CreateVertex(1, 1, -1, 0, 0, 0, 1, 0)
Cube2(19) = CreateVertex(1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(20) = CreateVertex(1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(18), Cube2(19), Cube2(20))
Cube2(18).nx = vN.X: Cube2(18).ny = vN.Y: Cube2(18).nz = vN.Z
Cube2(19).nx = vN.X: Cube2(19).ny = vN.Y: Cube2(19).nz = vN.Z
Cube2(20).nx = vN.X: Cube2(20).ny = vN.Y: Cube2(20).nz = vN.Z

Cube2(21) = CreateVertex(1, -1, 1, 0, 0, 0, 0, 1)
Cube2(22) = CreateVertex(1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(23) = CreateVertex(1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(21), Cube2(22), Cube2(23))
Cube2(21).nx = vN.X: Cube2(21).ny = vN.Y: Cube2(21).nz = vN.Z
Cube2(22).nx = vN.X: Cube2(22).ny = vN.Y: Cube2(22).nz = vN.Z
Cube2(23).nx = vN.X: Cube2(23).ny = vN.Y: Cube2(23).nz = vN.Z

'Top
Cube2(24) = CreateVertex(-1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1)
Cube2(25) = CreateVertex(1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(26) = CreateVertex(-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(24), Cube2(25), Cube2(26))
Cube2(24).nx = vN.X: Cube2(24).ny = vN.Y: Cube2(24).nz = vN.Z
Cube2(25).nx = vN.X: Cube2(25).ny = vN.Y: Cube2(25).nz = vN.Z
Cube2(26).nx = vN.X: Cube2(26).ny = vN.Y: Cube2(26).nz = vN.Z

Cube2(27) = CreateVertex(1, 1, -1, 0, 0, 0, 1, 0)
Cube2(28) = CreateVertex(-1, 1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(29) = CreateVertex(1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(27), Cube2(28), Cube2(29))
Cube2(27).nx = vN.X: Cube2(27).ny = vN.Y: Cube2(27).nz = vN.Z
Cube2(28).nx = vN.X: Cube2(28).ny = vN.Y: Cube2(28).nz = vN.Z
Cube2(29).nx = vN.X: Cube2(29).ny = vN.Y: Cube2(29).nz = vN.Z

'Top
Cube2(30) = CreateVertex(-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(31) = CreateVertex(1, -1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(32) = CreateVertex(-1, -1, 1, 0, 0, 0, 0, 1)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(30), Cube2(31), Cube2(32))
Cube2(30).nx = vN.X: Cube2(30).ny = vN.Y: Cube2(30).nz = vN.Z
Cube2(31).nx = vN.X: Cube2(31).ny = vN.Y: Cube2(31).nz = vN.Z
Cube2(32).nx = vN.X: Cube2(32).ny = vN.Y: Cube2(32).nz = vN.Z

Cube2(33) = CreateVertex(1, -1, 1, 0, 0, 0, 1, 1)
Cube2(34) = CreateVertex(-1, -1, -1, 0, 0, 0, 0, 0)
Cube2(35) = CreateVertex(1, -1, -1, 0, 0, 0, 1, 0)
vN = GenerateTriangleNormals(Cube2(33), Cube2(34), Cube2(35))
Cube2(33).nx = vN.X: Cube2(33).ny = vN.Y: Cube2(33).nz = vN.Z
Cube2(34).nx = vN.X: Cube2(34).ny = vN.Y: Cube2(34).nz = vN.Z
Cube2(35).nx = vN.X: Cube2(35).ny = vN.Y: Cube2(35).nz = vN.Z[/align]

سپس يک بافر vertex خالي با ساير موردنظر مي سازيم :

[align=left]Set VBuffer = D3DDevice.CreateVertexBuffer(Len(Cube2(0)) * 36, 0, Unlit_FVF, D3DPOOL_DEFAULT)x[/align]

سپس اين بافر vertex ساخته شده را با داده هاي cube2 پر مي کنيم :

[align=left]D3DVertexBuffer8SetData VBuffer, 0, Len(Cube2(0)) * 36, 0, Cube2(0)x[/align]

در دستورات فوق تابعي با نام GenerateTraingleNormals استفاده شده است . اين تابع دو بردار را از روي سه vertex داده شده با آن مي سازد و سپس ضرب برداري ايندو را حساب مي کند و سپس بردار حاصله را نرمال مي نمايد :

[align=left]Private Function GenerateTriangleNormals(p0 As UnlitVertex, p1 As UnlitVertex, p2 As UnlitVertex) As D3DVECTOR
Dim v01 As D3DVECTOR 'Vector from points 0 to 1
Dim v02 As D3DVECTOR 'Vector from points 0 to 2
Dim vNorm As D3DVECTOR 'The final vector

'Create the vectors from points 0 to 1 and 0 to 2
D3DXVec3Subtract v01, MakeVector(p1.X, p1.Y, p1.Z), MakeVector(p0.X, p0.Y, p0.Z)
D3DXVec3Subtract v02, MakeVector(p2.X, p2.Y, p2.Z), MakeVector(p0.X, p0.Y, p0.Z)

'Get the cross product
D3DXVec3Cross vNorm, v01, v02

'Normalize this vector
D3DXVec3Normalize vNorm, vNorm

'Return the value
GenerateTriangleNormals.X = vNorm.X
GenerateTriangleNormals.Y = vNorm.Y
GenerateTriangleNormals.Z = vNorm.Z
End Function[/align]

حال به توضيح تابع SetupLights مي پردازيم . در اين تابع دو شي D3DMATERIAL8 و D3DCOLORVALUE استفاده شده است :

[align=left]Private Function SetupLights() As Boolean
Dim Mtrl As D3DMATERIAL8, Col As D3DCOLORVALUE
Col.a = 1: Col.r = 1: Col.g = 1: Col.b = 1
Mtrl.Ambient = Col
Mtrl.diffuse = Col
D3DDevice.SetMaterial Mtrl

Lights.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL
Lights.diffuse.r = 1
Lights.diffuse.g = 1
Lights.diffuse.b = 1
Lights.Direction = MakeVector(1, -1, 0)

D3DDevice.SetLight 0, Lights

SetupLights = True
End Function[/align]

تابع Render بصورت زير است :

[align=left]Public Sub Render()
D3DDevice.Clear 0, ByVal 0, D3DCLEAR_TARGET Or D3DCLEAR_ZBUFFER, 0, 1#, 0 '//Clear the screen black
D3DDevice.BeginScene
'Draw the cube
D3DDevice.SetTexture 0, CubeTexture
D3DDevice.SetStreamSource 0, VBuffer, Len(Cube2(0))
D3DDevice.DrawPrimitive D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 12
D3DDevice.EndScene
D3DDevice.Present ByVal 0, ByVal 0, 0, ByVal 0
End Sub[/align]

ساختار اصلي برنامه بصورت زير است :

[align=left]Call Initialise
Do While bRunning
RotateAngle = RotateAngle + 0.1
If RotateAngle >= 360 Then RotateAngle = RotateAngle - 360

D3DXMatrixIdentity matWorld

D3DXMatrixIdentity matTemp
D3DXMatrixRotationX matTemp, RotateAngle * (pi / 180)
D3DXMatrixMultiply matWorld, matWorld, matTemp

D3DXMatrixIdentity matTemp
D3DXMatrixRotationY matTemp, RotateAngle * (pi / 180)
D3DXMatrixMultiply matWorld, matWorld, matTemp

D3DXMatrixIdentity matTemp
D3DXMatrixRotationZ matTemp, RotateAngle * (pi / 180)
D3DXMatrixMultiply matWorld, matWorld, matTemp


D3DDevice.SetTransform D3DTS_WORLD, matWorld

D3DDevice.LightEnable 0, 0 خاموش کردن light

D3DDevice.LightEnable 0, 1 روشن کردن light

Render
DoEvents
Loop[/align]

در متد D3DDevice.LightEnable پارامتر اول شماره منبع نور و پارمتر دوم enable بودن آنرا نشان مي دهد .