반사 조명(Direct3D 9)

아티클
03/18/2025

반사 반사를 모델링하려면 시스템이 조명이 이동하는 방향뿐만 아니라 뷰어의 눈에 대한 방향도 알아야 합니다. 이 시스템은 중간 벡터를 사용하여 반사광의 강도를 근사화하는 퐁 반사 모델의 간소화된 버전을 사용합니다.

기본 조명 상태는 반사 강조 표시를 계산하지 않습니다. 반사 조명을 사용하려면 D3DRS_SPECULARENABLE을 TRUE로 설정해야 합니다.

반사 조명 수식

반사 조명은 다음 수식에 설명되어 있습니다.

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

다음 표에서는 변수, 해당 형식 및 해당 범위를 식별합니다.

매개 변수	기본값	타입	설명
Cs	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	반사 색입니다.
합계	해당 없음	해당 없음	각 광원의 반사 구성 요소의 합계입니다.
N	해당 없음	D3DVECTOR	꼭짓점 법선입니다.
H	해당 없음	D3DVECTOR	중간 벡터입니다. 중간 벡터의 섹션을 참조하세요.
^P	0.0	뜨다	반사 성능. 범위는 0에서 +무한대입니다.
Ls	(0,0,0,0)	D3DCOLORVALUE	밝은 반사 색입니다.
어텐	해당 없음	뜨다	조명 감쇠 값입니다. 감쇠 및 스포트라이트 계수(Direct3D 9)참조하세요.
점	해당 없음	뜨다	스포트라이트 요소 감쇠 및 스포트라이트 요소(Direct3D 9)참조하세요.

Cs의 값은 다음과 같습니다.

if(SPECULARMATERIALSOURCE == D3DMCS_COLOR1)
  C = color1;

꼭짓점 색상1은 반사 재질 소스가 D3DMCS_COLOR1인 경우, 꼭짓점 선언에서 첫 번째 꼭짓점 색상으로 제공됩니다.
꼭짓점 색2. 스펙큘러 재질 소스가 D3DMCS_COLOR2인 경우, 두 번째 꼭짓점 색이 꼭짓점 선언에 제공됩니다.
재질의 반사광 색상

메모

반사 재질 소스 옵션 중 하나를 사용하지만 정점 색이 제공되지 않으면, 재질의 반사 색이 사용됩니다.

반사 구성 요소는 모든 조명이 별도로 처리 및 보간된 후 0에서 255로 고정됩니다.

중간 벡터

중간 벡터(H)는 개체 꼭짓점에서 광원으로의 벡터와 개체 꼭짓점에서 카메라 위치로의 벡터라는 두 벡터 사이에 중간에 존재합니다. Direct3D는 중간 벡터를 계산하는 두 가지 방법을 제공합니다. D3DRS_LOCALVIEWER를 TRUE로 설정하면, 시스템은 카메라의 위치와 꼭짓점의 위치, 그리고 조명의 방향 벡터를 이용하여 중간 벡터를 계산합니다. 다음 수식은 이를 보여 줍니다.

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

매개 변수	기본값	유형	설명
Cp	해당 없음	D3DVECTOR	카메라 위치입니다.
Vₚ	해당 없음	D3DVECTOR	꼭짓점 위치
L_dir	해당 없음	D3DVECTOR	꼭짓점 위치에서 밝은 위치로의 방향 벡터입니다.

이러한 방식으로 중간 벡터를 결정하는 것은 계산 집약적일 수 있습니다. 또는 D3DRS_LOCALVIEWER = FALSE 설정하면 z축에서 뷰포인트가 무한히 먼 것처럼 작동하도록 시스템에 지시합니다. 이는 다음 수식에 반영됩니다.

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

이 설정은 계산 집약적이지만 정확도가 훨씬 떨어지므로 직교 프로젝션을 사용하는 애플리케이션에서 사용하는 것이 가장 좋습니다.

본보기

이 예제에서 개체는 장면의 반사광 색상과 재질의 반사광 색상을 사용하여 착색됩니다. 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 따르면 개체 꼭짓점의 결과 색은 재질 색과 밝은 색의 조합입니다.

다음 두 그림에서는 회색인 반사 재질 색과 흰색인 반사 밝은 색을 보여 줍니다.

회색 구 그림 흰색 구 그림