HLSL实现漫反射光照模型

漫反射要考虑光源位置和方向，因此这也就是所谓的位置光照模型，反射光线与观察者位置无关他不会因为观察点的变化而变化，所以其常用来模拟不光滑表面。

通常将漫反射和环境光成分相加来综合这些光照，顶点计算公式：

Color（颜色） = A（Intensity） * AColor * Amaterial + DIntensity * D Color* (N dot L) * D material

A=环境 D=漫反射 Intensity = 强度 Amaterial=材质的反射系数，Dmaterial=材质的漫反射系数 N=法向量 L=光向量

 

1.顶点渲染器代码

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// 全局变量
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float4x4 matWorldViewProj;   //复合变换矩阵
float4x4 matWorld;           //世界矩阵
float4   vecLightDir;         //灯光方向
float4   materialAmbient;     //材质反射环境光系数
float4   materialDiffuse;     //材质漫反射系数

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// 输出结构
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struct VS_OUTPUT
{
   float4 Pos: POSITION;
   float4 Color: COLOR;
};

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// 顶点渲染器主函数
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VS_OUTPUT VS( float4 Pos: POSITION, float3 Normal: NORMAL )
{
   //计算顶点位置
   VS_OUTPUT Out = (VS_OUTPUT) 0;
   Out.Pos = mul(Pos, matWorldViewProj);

   //计算顶点颜色
   float4 Light = normalize(vecLightDir);
   float4 Norm   = normalize( mul(Normal, matWorld) );
   float4 diffuseColor = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
   float4 ambientColor = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};
   //saturate Clamps x to the range [0, 1]
   Out.Color = ambientColor * materialAmbient + diffuseColor * saturate(dot(Light, Norm)) * materialDiffuse;
  
   return Out;
}

2.编译顶点渲染器

3.创建顶点渲染器

4.设置顶点渲染器全局变量

D3DXMATRIXA16 matWorldViewProj;
matWorldViewProj = matWorld * matView * matProj;
V_RETURN(g_pConstantTable->SetMatrix( pd3dDevice, "matWorldViewProj", &matWorldViewProj ));
V_RETURN(g_pConstantTable->SetMatrix(pd3dDevice, "matWorld", &matWorld ));

5.设置材质ambient和diffuse

//设置材质
D3DMATERIAL9 mtrl;
ZeroMemory(&mtrl,sizeof(D3DMATERIAL9));
mtrl.Ambient.a=1.0f;
mtrl.Ambient.r=1.0f;
mtrl.Ambient.g=1.0f;
mtrl.Ambient.b=0.0f;

V_RETURN(g_pConstantTable->SetVector(pd3dDevice,"materialAmbient",&D3DXVECTOR4(mtrl.Ambient.r,mtrl.Ambient.g,
   mtrl.Ambient.b,mtrl.Ambient.a)));
mtrl.Diffuse.r=1.0f;
mtrl.Diffuse.g=1.0f;
mtrl.Diffuse.b=0.0f;
mtrl.Diffuse.a=1.0f;
V_RETURN(g_pConstantTable->SetVector(pd3dDevice,"materialDiffuse",&D3DXVECTOR4(mtrl.Diffuse.r,mtrl.Diffuse.g,
   mtrl.Diffuse.b,mtrl.Diffuse.a)));

6.设置光的方向

//设置光的方向
D3DXVECTOR4 LightDirect;
LightDirect=D3DXVECTOR4(cosf(timeGetTime()/350.0f),1.0f,sinf(timeGetTime()/350.0f),1.0f);
g_pConstantTable->SetVector(pd3dDevice,"vecLightDir",&LightDirect);

结合顶点渲染器代码部分

//计算顶点颜色
   float4 Light = normalize(vecLightDir);
   float4 Norm   = normalize( mul(Normal, matWorld) );/////////////////////////////////////////////////
   float4 diffuseColor = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f};
   float4 ambientColor = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f};
   //saturate Clamps x to the range [0, 1]
   Out.Color = ambientColor * materialAmbient + diffuseColor * saturate(dot(Light, Norm)) * materialDiffuse;////////////////////////////////////////

两处///////////////////////////即为计算光照叠加效果颜色的关键部分