Transcript DirectX Shader Programming Lambert 조명모델의 확장

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지난주에 구현한 프로그램의 단점
 조명계산을 하는 과정에서 월드 좌표계의 법
선 벡터를 받아오면서 연산을 2회함
 로컬 좌표계에서 계산하는 방법으로 바꿀 수
있다면?
▪ Normal Vector의 연산을 로컬좌표계로 바꾸어 보자
▪ float N에 모델의 Normal 벡터를 대입하면 됨
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I d  I k 의 경우 바뀔 일이 없음
 상수화 가능

환경광과 확산 반사광은 색의 강도만 다름

I  color * (0.3  1.0 * ( N  L))
과 같은 형태로 바꾸는 것도 가능

광원벡터 L의 w에 환경광의 강도가 포함
되어 있음
노멀 벡터를 입력받고
4방향벡터에 x,y,z에는 빛의 방향을,
W값에는 확산광 값을 넣어
메모리사용양과 계산양을 줄임
강한 빛이 반사된
부분에서 나타나는
하이라이트

하이라이트는 강한 빛이 닿는 부분에서 생
기는 강한 반사광을 의미

반영 반사광 (Specularity, 反影) 이라고 함
램버트 모델에서는 반
사광을 표현하지 못함
퐁 셰이딩은 반영 반사광을
정확히 표현함

빛이 물체에서 반사되었을 때, 시선이 입
사 방향과 가까울 수록 반사광이 강하게
보임

즉, 반사벡터 R을 구해서
R이 입사벡터 L과 가까울수록
강한 빛을 표현 하면 됨

반사 강도(n)에 따른 반응 변화는 위와 같음

n이 0에 가까울 수록 하이라이트 범위가 넓어짐



램버트 확산 조명에서 반영 반사항만 추가하
면됨
카메라의 위치를 EyePos라 하면 EyePos에서
정점 V로 향하는 벡터를 정규화해서 반사 벡
터를 계산
시점벡터는 뷰 좌표계의 원점을 사용하면 됨
I  I a  K a  I d  K d  ( N  L)  I s  K s  ( L  R)
램버트 조명
반영 반사광
반사벡터
n
버텍스 셰이더의 경우에는 폴리곤의 개수에
따라서 하이라이트 표현에 영향을 많이 받음

픽셀 셰이더는 법선 벡터 등의 입력변수를
마음대로 다룰 수 없음  버텍스 셰이더
에서 픽셀 셰이더로 값을 넘겨줄 때 입력
변수의 값을 함께 넘겨주는 방법을 사용

주로 텍스쳐 좌표를 입력 변수로 사용함
 벡터로 변경이 가능하기 때문
struct VS_OUTPUT
{
float4 Pos
: POSITION;
float4 Color
: COLOR0;
float3 N : TEXCOORD0;
float3 Eye : TEXCOORD1;
};
텍스쳐좌표를 법선 벡터와 시점 벡터로 활용
// ------------------------------------------------------------// 장면렌더
// ------------------------------------------------------------VS_OUTPUT VS(
float4 Pos
: POSITION,
// 로컬위치좌표
float4 Normal : NORMAL
// 법선벡터
){
VS_OUTPUT Out = (VS_OUTPUT)0;
// 출력데이터
// 좌표변환
Out.Pos = mul(Pos, mWVP);
// 정점색
float amb = -vLightDir.w;
float3
float3
float3
float3
eye
L =
N =
R =
// 환경광의강도
= normalize(vEyePos - Pos.xyz);
-vLightDir; // 로컬좌표계에서의광원벡터
Normal.xyz;
-eye + 2.0f*dot(N,eye)*N; // 반사벡터
Out.Color = vColor * max(amb, dot(Normal, -vLightDir)) + pow(max(0,dot(L, R)), 10);
Out.N = N;
Out.Eye = R;
return Out;
}
float4 PS(VS_OUTPUT In) : COLOR
{
float3 L = -vLightDir.xyz;
float3 R = In.Eye;
float3 N = In.N;
return In.Color * max(.3, dot(N, -vLightDir))
+ pow(max(0,dot(L, R)), 10);;
}
// ------------------------------------------------------------// 장면렌더
// ------------------------------------------------------------VS_OUTPUT VS(
float4 Pos
: POSITION,
// 로컬위치좌표
float4 Normal : NORMAL
// 법선벡터
){
VS_OUTPUT Out = (VS_OUTPUT)0;
// 출력데이터
// 좌표변환
Out.Pos = mul(Pos, mWVP);
// 정점색
float amb = -vLightDir.w;
float3
float3
float3
float3
eye
L =
N =
R =
// 환경광의강도
= normalize(vEyePos - Pos.xyz);
-vLightDir; // 로컬좌표계에서의광원벡터
Normal.xyz;
-eye + 2.0f*dot(N,eye)*N;
// 반사벡터
Out.Color = vColor * max(amb, dot(Normal, -vLightDir)) + pow(max(0,dot(L, R)), 10);
Out.N = N;
Out.Eye = R;
return Out
;
}
// ------------------------------------------------------------float4 PS(VS_OUTPUT In) : COLOR
{
float3 L = -vLightDir.xyz;
float3 R = In.Eye;
float3 N = In.N;
return In.Color * max(.3, dot(N, -vLightDir)) +
pow(max(0,dot(L, R)), 10);;
}
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본격적인 렌더링 테크닉을 학습 할 것임
 카툰 렌더링을 할 예정
 카툰 렌더링에 사용할 모델 (.x 파일)을 구해서모
델을 화면에 띄워 올 것
 단, 셰이더를 바로 사용할 수 있게 실습시간에 활
용했던 셰이더를 활용할 것
 수행평가
 참고 자료 : 실습 예제 + DirectX Tutorial 6