反射光源 (Direct3D 9)

發行項
06/13/2023

模型反射不僅需要系統知道光線的移動方向，還需要知道檢視器眼睛的方向。系統使用簡化 Phong 鏡面反射模型的版本，運用半程向量來近似計算鏡面反射的強度。

預設光源狀態不計算反射強光。若要啟用反射光源，請務必將D3DRS_SPECULARENABLE設為 TRUE。

反射光源方程式

反射光源是由下列方程式描述：

反射光源 = Cs * sum[Ls * (N ·H) ^P * Atten * Spot]

下表會識別變數、其類型和範圍。

參數	預設值	類型	Description
Cₛ	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	反射色彩。
Sum	N/A	N/A	每道光的反射元件的總和。
N	N/A	D3DVECTOR	頂點標準。
H	N/A	D3DVECTOR	半程向量。請參閱有關半程向量的一節。
^P	0.0	FLOAT	鏡面反射力。範圍是 0 到 + 無限大
Lₛ	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	淺色反射。
Atten	N/A	FLOAT	光衰減值。請參閱衰減和焦點因數 (Direct3D 9) 。
付現	N/A	FLOAT	聚光燈係數。請參閱衰減和焦點因數 (Direct3D 9) 。

Cₛ 的值為：

if(SPECULARMATERIALSOURCE == D3DMCS_COLOR1)
  C = color1;

頂點色彩1，如果反射材質來源D3DMCS_COLOR1，而且頂點宣告中會提供第一個頂點色彩。
頂點色彩2，如果反射材質來源D3DMCS_COLOR2，而第二個頂點色彩則會在頂點宣告中提供。
材料反射色彩

注意

如果使用任一反射材質來源選項，而且未提供頂點色彩，則會使用材質反射色彩。

所有的光分開處理和插補之後，反射元件會鉗制為從 0 到 255。

半程向量

半程向量 (H) 存在於兩個向量之間路程的一半：從物件頂點到光源的向量，以及從物件頂點到相機位置的向量。 Direct3D 提供兩種方式來計算半程向量。當D3DRS_LOCALVIEWER設定為 TRUE時，系統會使用相機的位置和頂點的位置，以及光線的方向向量來計算半程向量。下列公式說明這點。

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

參數	預設值	類型	Description
Cₚ	N/A	D3DVECTOR	相機位置。
Vₚ	N/A	D3DVECTOR	頂點位置。
L_dir	N/A	D3DVECTOR	從頂點位置至光線位置的方向向量。

以這種方式判斷半程向量可能會需要大量運算資源。或者，設定 D3DRS_LOCALVIEWER = FALSE 會指示系統在 Z 軸上無限遠的視點運作。其計算公式如下。

H = norm ( (0，0，1) + L_dir)

此設定比較不需要大量運算資源，但比較不精確，因此最適合供使用正交投影的應用程式使用。

範例

在這個範例，物件使用場景反射淺色和材料反射色彩來著色。程式碼如下所示。

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);

根據方程式，為物件端點產生的色彩是材質色彩和淺色的組合。

下列兩圖顯示反射材料色彩 (灰色)，以及反射淺色 (白色)。

白色球體之灰色球體圖例的圖例