5.4. Источники света

Direct3D поддерживает источники света трех типов.

• Точечный свет (point light) — У этого источника света есть местоположение в пространстве и он испускает свет во всех направлениях.

  
  

  Рис. 5.4. Точечный свет

  
  

• Направленный свет (directional light) — У этого источника света нет местоположения, он испускает параллельные световые лучи в заданном направлении.

  
  

  Рис. 5.5. Направленный свет

  
  

• Зональный свет (spot light) — Источник света данного типа похож на фонарик; у него есть местоположение и он испускает конический сноп лучей в заданном направлении. Световой конус характеризуется двумя углами — φ и θ. Угол φ задает размер внутреннего конуса, а угол θ — внешнего.

  
  

  Рис. 5.6. Зональный свет

  
  

В коде источники света представляются структурой D3DLIGHT9.

typedef struct _D3DLIGHT9 {
     D3DLIGHTTYPE Type;
     D3DCOLORVALUE Diffuse;
     D3DCOLORVALUE Specular;
     D3DCOLORVALUE Ambient;
     D3DVECTOR Position;
     D3DVECTOR Direction;
     float Range;
     float Falloff;
     float Attenuation0;
     float Attenuation1;
     float Attenuation2;
     float Theta;
     float Phi;
} D3DLIGHT9;

• Type — Задает тип источника света и может принимать одно из трех значений: D3DLIGHT_POINT, D3DLIGHT_SPOT или D3DLIGHT_DIRECTIONAL.

• Diffuse — Цвет рассеиваемой составляющей испускаемого источником света.

• Specular — Цвет отражаемой составляющей испускаемого источником света.

• Ambient — Цвет фоновой составляющей испускаемого источником света.

• Position — Вектор, задающий местоположение источника света в пространстве. Для направленного света значение не используется.

• Direction — Вектор, задающий направление, в котором распространяется свет. Для точечного света не используется.

• Range — Максимальное расстояние, на которое может распространиться свет прежде чем окончательно потухнет. Значение не может быть больше чем √FLT_MAX и не оказывает влияния на направленный свет.

• Falloff — Значение используется только для зонального света. Оно определяет как меняется интенсивность света в пространстве между внутренним и внешним конусами. Обычно этому параметру присваивают значение 1.0f.

• Attenuation0, Attenuation1, Attenuation2 — Переменные затухания, определяющие как меняется интенсивность света с увеличением расстояния до источника света. Эти переменные используются только для точечного и зонального света. Переменная Attenuation0 задает постоянное затухание, Attenuation1 — линейное затухание и Attenuation2 — квадратичное затухание. Вычисления выполняются по формуле

  
  
  

  где D — это расстояние от источника света, а A₀, A₁, A₂ соответственно Attenuation0, Attenuation1 и Attenuation2.

• Theta — Используется только для зонального света; задает угол внутреннего конуса в радианах.

• Phi — Используется только для зонального света; задает угол внешнего конуса в радианах.

Подобно инициализации структуры D3DMATERIAL9, в том случае, когда нам нужны только простые источники света, инициализация структуры D3DLIGHT9 становится рутинным занятием. Поэтому для инициализации простых источников света мы добавим в файлы d3dUtility.h/cpp следующие функции:

namespace d3d
{
.
.
.
D3DLIGHT9 InitDirectionalLight(D3DXVECTOR3* direction,
                               D3DXCOLOR* color);

D3DLIGHT9 InitPointLight(D3DXVECTOR3* position,
                         D3DXCOLOR* color);

D3DLIGHT9 InitSpotLight(D3DXVECTOR3* position,
                        D3DXVECTOR3* direction,
                        D3DXCOLOR* color);
}

Реализация этих функций не содержит сложных моментов. Мы рассмотрим только реализацию InitDirectionalLight. Остальные функции похожи на нее:

D3DLIGHT9 d3d::InitDirectionalLight(D3DXVECTOR3* direction,
                                    D3DXCOLOR* color)
{
     D3DLIGHT9 light;
     ::ZeroMemory(&light, sizeof(light));

     light.Type      = D3DLIGHT_DIRECTIONAL;
     light.Ambient   = *color * 0.4f;
     light.Diffuse   = *color;
     light.Specular  = *color * 0.6f;
     light.Direction = *direction;

     return light;
}

Теперь для создания источника направленного света белого цвета, испускающего лучи вдоль оси X в положительном направлении, можно написать:

D3DXVECTOR3 dir(1.0f, 0.0f, 0.0f);
D3DXCOLOR   c = d3d::WHITE;
D3DLIGHT9 dirLight = d3d::InitDirectionalLight(&dir, &c);

После того, как мы инициализировали экземпляр D3DLIGHT9, нам надо зарегистрировать его во внутреннем списке управляемых Direct3D источников света. Делается это вот так:

Device->SetLight(
     0, // устанавливаемый элемент списка источников света, диапазон 0 - maxlights
     &light);// адрес инициализированной структуры D3DLIGHT9

После регистрации источника света мы можем включать его и выключать, как показано в приведенном ниже фрагменте кода:

Device->LightEnable(
     0, // Включаемый или выключаемый источник света в списке
     true); // true = включить, false = выключить