Iluminação especular (Direct3D 9)

A reflexão especular de modelagem requer que o sistema não só saiba em que direção a luz está viajando, mas também a direção para o olho do visualizador. O sistema usa uma versão simplificada do modelo de reflexo especular Phong, que utiliza um vetor de metade para aproximar a intensidade da reflexão especular.

O estado de iluminação padrão não calcula os realces especulares. Para habilitar a iluminação especular, defina D3DRS_SPECULARENABLE como TRUE.

Equação de Iluminação Especular

A Iluminação Especular é descrita pela seguinte equação:

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

 

A tabela a seguir identifica as variáveis, seus tipos e seus intervalos.

Parâmetro	Valor padrão	Type	Descrição
Cₛ	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	Cor especular.
Sum	N/D	N/D	Referência do componente especular cada da luz.
N	N/D	D3DVECTOR	Normal de vértice.
H	N/D	D3DVECTOR	Vetor de metade. Consulte a seção sobre o vetor de metade.
P	0.0	FLOAT	Potência de reflexão especular. Intervalo é 0 até + infinito
Lₛ	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	Cor especular clara.
Atten	N/D	FLOAT	Valor de atenuação clara. Consulte Atenuação e fator de destaque (Direct3D 9).
À Vista	N/D	FLOAT	Fator de destaque. Consulte Atenuação e fator de destaque (Direct3D 9).

 

O valor de Cₛ é:

if(SPECULARMATERIALSOURCE == D3DMCS_COLOR1)
  C = color1;

• cor do vértice1, se a fonte de material especular for D3DMCS_COLOR1 e a primeira cor de vértice for fornecida na declaração de vértice.
• cor do vértice2, se a fonte de material especular for D3DMCS_COLOR2 e a segunda cor de vértice for fornecida na declaração de vértice.
• cor especular do material

Observação

Se uma das opções de origem do material especular for usada e a cor do vértice não for fornecida, a cor especular do material será usada.

 

Componentes especulares são vinculados para estar entre 0 e 255, depois que todas as luzes são processadas e interpoladas separadamente.

O vetor de metade

O vetor de metade (H) existe situado entre dois vetores: o vetor de um vértice de objeto para a fonte de luz e o vetor de um vértice de objeto para a posição da câmera. O Direct3D fornece duas maneiras de calcular o vetor de metade. Quando D3DRS_LOCALVIEWER é definido como TRUE, o sistema calcula o vetor de metade usando a posição da câmera e a posição do vértice, juntamente com o vetor de direção da luz. A fórmula a seguir mostra isso.

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

 

Parâmetro	Valor padrão	Type	Descrição
Cₚ	N/D	D3DVECTOR	Posição da câmera.
Vₚ	N/D	D3DVECTOR	Posição do vértice.
Ldir	N/D	D3DVECTOR	Vetor de direção da posição de vértice para a posição da luz.

 

Determinar o vetor de metade dessa maneira pode ser computacionalmente intensa. Como alternativa, definir D3DRS_LOCALVIEWER = FALSE instrui o sistema a agir como se o ponto de vista estivesse infinitamente distante no eixo z. Isso se reflete na seguinte fórmula.

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

 

Essa configuração é computacionalmente menos intensa, mas muito menos precisa, portanto, é melhor usada por aplicativos que usam a projeção ortogonal.

Exemplo

Neste exemplo, o objeto é colorido usando a cor da luz especular da cena e uma cor especular de material. O código é mostrado abaixo.

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);

De acordo com a equação, a cor resultante para os vértices do objeto é uma combinação da cor do material e da cor da luz.

A ilustração a seguir mostra a cor do material especular, que é cinza, e a cor da luz especular, que é branca.

O destaque especular resultante é mostrado na ilustração a seguir.

Combinar o realce especular com a iluminação ambiente e difusa produz a ilustração a seguir. Com todos os três tipos de iluminação aplicada, isso mais claramente se parece com um objeto realista.

A iluminação especular é mais intensa para se calcular do que a iluminação difusa. Ela normalmente é usada para fornecer dicas visuais sobre o material da superfície. O realce especular varia em tamanho e cor com o material da superfície.

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