天空盒、水面和纹理动画

天空盒李巍天空的种类目前描述“天空”的技术主要包括三种类型：平板型天空（SkyPlane），仅用一个平板放到头顶。天空穹（SkyDome），放到头顶的是一个曲面。天空盒（SkyBox），放到场景的是一个立方体。天空的种类天空盒经常是由六个面组成的立方体，并经常会随着视点的移动而移动。天空盒将刻画极远处人无法达到的位置的景物。天空盒的实现与D3D实现的普通立方体不同的一点是，大部分情况下我们视点都包容在天空盒内部，因此，天空盒的顶点顺序应当是正好与普通立方体的顶点顺序相反。天空盒的实现最简单的天空盒，只需要填写好六个面的24个顶点，最后为每个面贴上纹理即可。CODE请注意渲染的时候的一些细节：纹理状态的重设、渲染状态的重设。天空盒的一些杂论天空盒对于程序员并不是困难的事情，但是真正要在程序中使得天空“好看”，那么，还需要美工的共同参与。天空穹相对而言表现力更好一些。魔兽世界就是采用了这种方法。天空盒的一些杂论对于并不太注意远景的场景，用天空板也不失为一种办法。在这种情况下，纯色的雾将覆盖整个远景，使得远处充满神秘。天空盒的一些杂论在高级一些的应用中，天空盒的纹理可能同时会用来生成CubeMap，并用之来做水面倒影、云影、反光等很眩的特效。天空盒的一些杂论云影重新思考纹理在目前的情况下，我们使用的都是D3D自己的IDirect3DTexture9纹理接口。但是，目前的使用中，我们发现这些接口需要在各个使用纹理的类中去处理其释放，如果以后这些类中有更多的纹理，我们就会很郁闷。CTEXTURE：设计我们计划将D3D的Texture封装到一个名为CTexture的类中。毫无疑问，CTexture首先应具备一个类型为LPDIRECT3DTEXTURE9的成员。那么，针对这个成员，我们就应该起码有创建、销毁这两个函数。而在析构函数中，我们只需要调用一次销毁，就可以使得使用Texture的类少一些精力为它们做扫尾的工作。CTEXTURE：编码以及对原有程序的改造CODE既然是使用了自己的CTexture，那么就必须同样为Device添加设置纹理的功能，这一点应该明确。这种加入一个类就需要改变另一个类的情况，叫做“相关”。总结目前用来实现天空的技术有三种：天空板，天空穹和天空盒，天空盒最常用。天空盒总是从内部看，所以其顶点方向正好和普通立方体的顶点方向相反。出于对纹理使用方便的考虑，我们封装一个纹理类。在之后的实践中，我们还将继续扩展此纹理类，以使它实现更多的功能。作业在上星期五代码的基础上。请添加“摄像机”功能，最好以类实现。（可参考上次给大家的代码）请自己编码实现一个纹理类。附加题：请使用您自己的纹理类来做一个天空盒。本次作业请在本周五0:00之前交。上次《摄像机与公告板》的作业请在本周四0:00之前交。水面和纹理动画比起《RealTimeRendering》，本书更加深刻一些，也更加专注于BSP室内场景引擎的构建。水面的实现方法最早人们考虑水面，往往将其考虑为一堆三角形组成的网格，网格的规则抖动便构成了波纹。但是，这种方法可以让场景比蜗牛还慢，因此只用作研究。水面的实现方法早期水面的实现方法基本上都是纹理动画，这种方法直到今天为止还在使用。纹理动画最简单最基础，对美工的要求比较高，对程序要求相当低。水面的实现方法BumpEnv技术出现后，水面的实现方法便开始多样起来，这些水面为场景的真实性做出了不朽的贡献。水面的实现方法Shader改变了水面实现的方式，它使得人们创建动感的水成为了可能。用Shader实现的水面可以完美地显示出波动和其他特殊的效果。纹理动画原理类如电影胶片，纹理动画将循环播放一组纹理，并用这组纹理来描述动画。纹理动画的用途相当广泛，水面只是这些应用中比较出彩的一种。纹理的例子纹理动画实现平均每s毫秒顺序播放一个纹理，播放完毕后重头开始播放，以此便可实现纹理动画。VoidUpdate(floatfElapsed){m_fElapsed+=fElapsed;//更新时间if(m_fElapsed=s)//如果到了需要切换纹理的时间{++Texture_Index;//切换纹理标号if(Texture_Index=MAX_TEX_INDEX)//如果已经播放完毕{Texture_Index=0;}//重头开始播放m_fElapsed=0.0f;//重新计时}}纹理动画的实现VoidRender(){//根据当前的纹理标号进行渲染SetTexture(m_Textures[Texture_Index]);DrawPrimitive();}水面的实现纹理动画所实现的水面一般由大量平板组成。演示水面的VB和IB纹理动画实现的水面很少有需要动态变化的，因此创建静态的VB和IB以提高渲染速度成为了一个优化的手段。实现纹理动画的水面CODE魔兽水面纹理算法魔兽水面经过打光处理，所以我们必须添加一个光源，和一个材质。同时，为了将光的影响和水本身的纹理因素添加到一起，由于水本身的纹理较暗，我们使用ADD算法，使得光对水面的影响更加明显。魔兽水面纹理的算法最后，水纹理在Alpha通道中存的高光信息，我们将通过MODULATEALPHA_ADDCOLOR算法使之影响到场景中。MODULATEALPHA_ADDCOLOR：Arg1的RGB+Arg2的RGB*Arg1的Alpha。我们这里只需要为Arg1和Arg2都取Current就可以了。Enjoy！总结水面的实现技术包括网格化水面、纹理动画、硬件BumpEnv和各种不同的水面Shader算法。用纹理动画实现水面，必须依照纹理的特性而选择不同的纹理算法。对于魔兽的水面，除了打光外，我们开启了两条纹理通道，分别使用了ADD算法和MODULATEALPHA_ADDCOLOR算法。作业请说明纹理动画的实现算法（伪代码）请说明魔兽的水面所使用的纹理算法。附加题：为明天的实践课做一下准备。预告：实践课将由大家自己实现水面。下节课将讨论地形实现方式。本节课作业不用交。