Михаил Краснов - Графика DirectX в Delphi

Нелинейных законов два: оба опираются на экспоненциальную зависимость, но в одном из них используется экспонента квадрата. Аргументом экспоненты в обоих случаях является произведение расстояния и весового фактора, называемого плотностью. Этот параметр должен быть вещественным и не превышать 1.

Проект каталога Ех05 поможет вам глубже постичь все вышесказанное. Тестовая композиция воспроизводится на панели, рядом с которой располагаются элементы, позволяющие менять текущие параметры тумана .Для возможности динамической смены параметров их значения хранятся в переменных:

var

FogDensity : Single = 1.0; // Плотность

FogStart : Single =0.4; // Расстояние, с которого туман действует

FogEnd : Single =1.0; // Граничное расстояние действия тумана

FogColor : DWORD = $00FFFFFF; // Цвет тумана, первоначально - белый

FOGTABLEMODE : DWORD = D3DFOG_LINEAR; // Закон тумана

with FD3DDevice do begin

// Включаем режим использования дымки

SetRenderState(D3DRS_FOGENABLE, DWORD (True));

// Используем пикселную схему расчета тумана

SetRenderState(D3DRS_FOGTABLEMODE, FOGTABLEMODE);

// Устанавливаем текущие параметры тумана

SetRenderState(D3DRS_FOGCOLOR, FogColor);

SetRenderState(D3DRS_FOGDENSITY, PDWORD (@FogDensity)л);

SetRenderState(D3DRS_FOGSTART, PDWORD (@FogStart)л);

SetRenderState(D3DRS_FOGEND, PDWORD (@FogEnd)");

end;

При изменении пользователем состояний интерфейсных элементов меняются значения соответствующих переменных:

procedure TfrmD3D.tbStartChange(Sender: TObject); // Ползунок "Fog Start''

begin

FogStart := tbStart.Position / 10;

end;

procedure TfrmD3D.tbEndChange{Sender: TObject); // Ползунок "Fog End"

begin

FogEnd := tbEnd.Position / 10;

end;

procedure TfrmDSD.tbDensityChange(Sender: TObject); // Ползунок "Density"

begin

FogDensity := tbDensity.Position / 10;

end;

// Ползунки, связанные с цветовыми весами тумана procedure TfrmD3D.tbRedChange(Sender: TObject);

begin

FogColor := tbBlue.Position + (tbGreen.Position shl 8) +

(tbRed.Position shl (4 * 4));

end;

// Закон тумана

procedure TfrraD3D.cmbxFOGTABLEMODEChange(Sender: TObject);

begin

case cmbxFOGTABLEMODE.Itemlndex of

0 : FOGTABLEMODE := D3DFOG_NONE;

1 : FOGTABLEMODE := D3DFOG EXP;

2 : FOGTABLEMODE := D3DFOG_EXP2;

3 : FOGTABLEMODE := D3DFOG_LINEAR;

end;

end;

Эффект дымки часто служит для усиления передачи глубины пространства, как в проекте каталога Ех06, где рисуется вращающийся додекаэдр .При каркасном режиме зритель часто теряется в пространстве, гадая, как линии располагаются в пространстве, и включение режима тумана значительно улучшит восприятие таких картинок.

Двусторонние поверхности

Я обращал ваше внимание на то, что Direct3D умеет окрашивать примитивы только с одной стороны. В этом небольшом разделе, на примере проекта каталога Ех07 мы разберем принципы построения двусторонних поверхностей. Работа примера очень простая: на экране вращается квадрат, с одной стороны окрашенный в синий цвет, с другой - в красный. Цвета разные только для наглядности, чтобы мы могли различать стороны площадки. Используется два материала, но вы можете получать таким же способом примитивы, выглядящие одинаково независимо от точки обзора.

Метод очень прост: примитивы фигуры описываются дважды, с одинаковыми координатами, но противоположным направлением нормалей. В моем примере первые четыре вершины описывают связанные треугольники, образующие квадрат. Нормаль к вершинам задается из расчета, что описывается передняя сторона квадрата. Затем буфер наполняется четверкой вершин, с противоположным направлением нормали. Считаем, что это соответствует задней стороне квадрата. В обоих случаях вершины перечисляются по часовой стрелке.

При воспроизведении выводим переднюю сторону квадрата, отсекая примитивы, вершины которых перечисляются в поле зрения против часовой стрелки. Затем выводим заднюю сторону квадрата, меняя правило отсечения на противоположное: with FD3DDevice do begin

SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW);

SetMaterial(MaterialRed);

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2);

SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CW);

SetMaterial(MaterialBlue);

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 4, 2);

end;

Теперь передняя сторона квадрата не будет отображаться, если он повернут к нам обратной стороной, и наоборот, задняя сторона воспроизводится только тогда, когда квадрат развернулся к нам обратной стороной.

Соприкасающиеся поверхности

Обращаю ваше внимание еще на одну проблему, с которой вы можете столкнуться. Наверняка в ваших построениях рано или поздно потребуется использовать соприкасающиеся поверхности, и здесь вы можете обнаружить, что на таких поверхностях появляется паразитный узор.

Посмотрим на данный эффект, запустив проект из каталога Ех08, где рисуются две частично перекрывающиеся разноцветные площадки. В местах их соприкосновения возникает картинка, которую мы не рисовали (рис. 10.6).

Связано появление таких узоров с использованием буфера глубины. При его заполнении одинаковыми значениями из-за погрешностей некоторые участки примитивов выводятся перепутанными. Проявляется эффект только после смены матрицы трансформаций, как в этом примере:

procedure TfrmD3D.DrawScene;

var

matRotateY, matTranslate : TD3DMatrix;

begin

// Сдвиг и поворот первого квадрата

SetTranslateMatrix (matTranslate, -0.5, -0.5, 0);

SetRotateYMatrix(matRotateY, Angle);

with FD3DDevice do begin

SetTransform(D3DTS WORLD, MatrixMul(matRotateY, matTranslate);;

SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW);

SetMaterial(MaterialRed);

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2); // Сдвиг второго квадрата

SetTranslateMatrix (matTransiate, -0.4, -0.4, 0);

SetTransform(D3DTS_WORLD, MatrixMul(matRotateY, matTransiate) SetMaterial(MaterialBlue);

DrawPrimitive (D3DPT_TRIA1-IGLESTRIP, 0, 2) ;

end;

end;

Если второй квадрат воспроизводить сразу же после первого, т. е. перед его воспроизведением не изменять матрицу трансформаций, ошибок возникать не будет. В таких случаях примитив, нарисованный последним, перекроет предыдущий без проступающих узоров.

Решение проблемы состоит в том, чтобы на время воспроизведения соприкасающихся поверхностей запретить работу с буфером глубины. Так и делается в проекте из каталога Ех09, где рисуется аналогичная сцена, но во время воспроизведения второго квадрата работа с Z-буфером приостанавливается:

SetRenderState(D3DRS_ZENABLE, D3DZB_FALSE);

DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2);

SetRenderState(D3DRS_ZENABLE, D3DZBJTRUE);

Конечно, в этом конкретном примере можно и не включать буфер глубины вообще, но если на сцене присутствует множество объектов, то без использования Z-буфера положения их будут передаваться неправильно. Поэтому обычно такое действие выполняют только на время воспроизведения одного из примитивов, имеющих большие участки одинаковой координаты.

Частичная прозрачность объемных фигур

Предыдущие разделы подготовили нас к тому, чтобы вплотную заняться выводом объемных полупрозрачных объектов. Для начала рассмотрим вывод одной единственной фигуры на сцене (проект каталога Ех10), в которой сфера стала наполовину прозрачной (рис. 10.7).

При инициализации материала сферы четвертый компонент цвета равен теперь 0.5, чтобы сфера стала наполовину прозрачной. Обратите внимание, что нулевое значение этого параметра соответствует полной прозрачности материала, прямо противоположно тому, что мы имели при работе с диффузной составляющей формата вершин.