반사 조명(Direct3D 9)

아티클
06/13/2023

반사 반사를 모델링하려면 시스템이 조명이 이동하는 방향뿐만 아니라 뷰어의 눈에 대한 방향도 알아야 합니다. 시스템은 Phong 반사 리플렉션 모델을 단순화한 버전을 사용합니다. 이 버전은 중간 벡터를 사용하여 반사 리플렉션의 강도를 근사값으로 계산합니다.

기본 조명 상태는 반사 하이라이트를 계산하지 않습니다. 반사 조명을 사용하도록 설정하려면 D3DRS_SPECULARENABLE TRUE로 설정해야 합니다.

반사 조명 수식

반사 조명은 다음 수식으로 설명합니다.

반사 조명 = Cs * sum[Ls * (N · H)^P * Atten * Spot]

다음 표에서는 변수, 해당 형식 및 해당 범위를 식별합니다.

매개 변수	기본값	Type	설명
Cₛ	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	반사 색.
sum	해당 없음	해당 없음	각 빛의 반사 구성 요소 합계.
N	해당 없음	D3DVECTOR	꼭지점 법선.
H	해당 없음	D3DVECTOR	벡터의 절반. 중간 벡터에 대한 섹션을 참조하세요.
^P	0.0	FLOAT	반사 리플렉션 강도. 범위는 0부터 무한대입니다.
Lₛ	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	조명 반사 색.
Atten	해당 없음	FLOAT	조명 감쇠 값. 감쇠 및 스포트라이트 요소(Direct3D 9)를 참조하세요.
스폿	해당 없음	FLOAT	스포트라이트 계수. 감쇠 및 스포트라이트 요소(Direct3D 9)를 참조하세요.

Cₐ의 값은 다음 중 하나입니다.

if(SPECULARMATERIALSOURCE == D3DMCS_COLOR1)
  C = color1;

꼭짓점 color1- 반사 재질 원본이 D3DMCS_COLOR1 첫 번째 꼭짓점 색이 꼭짓점 선언에 제공된 경우입니다.
꼭짓점 color2( 반사 재질 원본이 D3DMCS_COLOR2 경우 두 번째 꼭짓점 색이 꼭짓점 선언에 제공됩니다.
재질 반사 색

참고

반사 재질 소스 옵션을 사용하고 꼭짓점 색이 제공되지 않으면 재질 반사 색이 사용됩니다.

반사 구성 요소는 모든 조명이 처리되고 별도로 보간된 후 0~255로 고정됩니다.

중간 벡터

중간 벡터(H)는 개체 꼭짓점에서 광원까지의 벡터 및 개체 꼭짓점에서 카메라 위치까지의 벡터 사이에 존재합니다. Direct3D는 중간 벡터를 컴퓨팅하는 두 가지 방법을 제공합니다. D3DRS_LOCALVIEWER TRUE로 설정되면 시스템은 조명의 방향 벡터와 함께 카메라의 위치와 꼭짓점의 위치를 사용하여 중간 벡터를 계산합니다. 다음 수식이 이것을 보여 줍니다.

H = norm(norm(Cp - Vp) + L_dir)

매개 변수	기본값	Type	설명
Cₚ	해당 없음	D3DVECTOR	카메라 위치.
Vₚ	해당 없음	D3DVECTOR	꼭짓점 위치.
L_dir	해당 없음	D3DVECTOR	꼭짓점 위치에서 조명 위치까지의 방향 벡터.

이러한 방식으로 중간 벡터를 결정하면 많은 계산이 필요할 수 있습니다. 또는 D3DRS_LOCALVIEWER = FALSE 를 설정하면 z축에서 뷰포인트가 무한히 먼 것처럼 작동하도록 시스템에 지시합니다. 이 방식은 다음 수식에 반영되어 있습니다.

H = norm((0,0,1) + L_dir)

이 설정은 계산이 덜 필요하지만 훨씬 덜 정확하므로 직교 투영을 사용하는 앱에서 사용하는 것이 좋습니다.

예제

이 예제에서는 장면 반사 광원 색과 재질 반사 색이 개체에 지정됩니다. 코드는 다음과 같습니다.

D3DMATERIAL9 mtrl;
ZeroMemory( &mtrl, sizeof(mtrl) );

D3DLIGHT9 light;
ZeroMemory( &light, sizeof(light) );
light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL;

D3DXVECTOR3 vecDir;
vecDir = D3DXVECTOR3(0.5f, 0.0f, -0.5f);
D3DXVec3Normalize( (D3DXVECTOR3*)&light.Direction, &vecDir );

light.Specular.r = 1.0f;
light.Specular.g = 1.0f;
light.Specular.b = 1.0f;
light.Specular.a = 1.0f;

light.Range = 1000;
light.Falloff = 0;
light.Attenuation0 = 1;
light.Attenuation1 = 0;
light.Attenuation2 = 0;
m_pd3dDevice->SetLight( 0, &light );
m_pd3dDevice->LightEnable( 0, TRUE );
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_SPECULARENABLE, TRUE );

mtrl.Specular.r = 0.5f;
mtrl.Specular.g = 0.5f;
mtrl.Specular.b = 0.5f;
mtrl.Specular.a = 0.5f;
mtrl.Power = 20;
m_pd3dDevice->SetMaterial( &mtrl );
m_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_SPECULARMATERIALSOURCE, D3DMCS_MATERIAL);

수식에 따라 재질 색과 조명 색을 합친 색이 개체 꼭짓점의 색이 됩니다.

다음 두 그림에서는 반사 재질 색이 회색이고 반사 조명 색이 흰색입니다.

흰색 구의 회색 구 그림 그림