光照贴图(Lightmapping)与辐照度(Radiosity)-3D引擎开发技术交流.doc

光照贴图(Lightmapping)与辐照度(Radiosity) - 3D引擎开发技术交流 - IRRLICHT3D中国(3D网游开发论坛) 同时也是3d网游单机游戏玩家交流和支持论坛,是irrlicht3d官方网站支持开源3d引擎和开源网络游戏以及开源网游大型MMORPG还讨论开源手机游戏and手机网游,J2me和Flash lite等手机游戏开发网页游戏开发开源网页游戏,ogre3d和ogre3d引擎以及irredit开源地图编辑器,irrlicht您好，欢迎来到世界蜂会论坛！请登录免费注册 联系我们论坛WIKI帮助导航 繁體中文 私人消息 (0)公共消息 (0)论坛任务 (0)系统消息 (0)好友消息 (0)帖子消息 (0) 首页Home IRRLicht3D OGRE3D 开源3D引擎 开源服务器 2010年9月10日 星期五 IRRLICHT3D中国(3D网游开发论坛) 3D引擎开发技术交流 光照贴图(Lightmapping)与辐照度(Radiosity) 返回列表 发帖 光照贴图(Lightmapping)与辐照度(Radiosity)发短消息 加为好友 GTR伟仔 当前离线 UID24243 帖子52 精华0 积分19 声望0 点 金币68 块 葡萄0 抽 阅读权限10 在线时间9 小时 注册时间2009-9-28 最后登录2009-12-21 当前离线 用户名:GTR伟仔 等级: 新手上路 发帖: 52 (0) 休闲币: 68 枚 6800 在线: 9（时） 注册: 2009-9-28 登入: 2009-12-21 1# 跳转到 倒序看帖 打印 字体大小: tT GTR伟仔发表于 2009-12-12 12:37 | 只看该作者 光照贴图(Lightmapping)与辐照度(Radiosity) Lightmapping, Radiosity, 辐照, 贴图, 光照 * s, 8 $ f$ F5 q6 c1 ; U 对于一个3D场景光照是加强真实感的重要因素, 目前来说大概可以分为静态光照和动态光照.在这里我们主要讨论的是静态光照. 静态光照的好处很多, 比如: 渲染速度快, 效果好, 可以逐象素的计算光照和阴影.缺点就是光照的效果是静态的, 并且其需要一定的预处理时间. 我把这篇文章分为两部分, 上部分为计算光照贴图, 下部分为计算辐照度. Z0 f7 X; y( Q( X , o+ p1 1 I3 X0 * j X* ! a7 B - m0 ; E9 T X$ j( P1 w u% m6 U 首先我们来看上半部分,也就是如何计算光照贴图, 这里有一篇文章讲的很清楚,大家可以去看. 链接标记/articles/article_lightmapping.shtml.具体的算法我就不细说了.4 p- p u R/ A# 3 w4 A( f - B$ Z# L* M% s3 * F9 X# m; E- r% t! G. s5 / $ D( G Q% U其大概可以分为以下几个步骤: 4 # L 3 F. L8 q 6 S5 h7 x0 q2 n4 M* 1. 生成光照贴图的UV坐标. 这本身就是一个很复杂的问题, 但实际上我们可以跳过这个问题, 我们可以用3dsmax来展UV, 这是一个手工活, 虽然加大了一些工作量,但是它可以保证贴图的利用率, 并且不用写一行代码. h( k P K: k! D6 x5 B7 E - P* l; v! u: n5 h$ j 2. 我们需要根据光照贴图的所有有效的象素的UV坐标, 得到其在世界空间的坐标.这个算法在上面的文章里有, 但并不是很完整, 在我的源码(LightMapping.cpp)里大家可以看到这个算法的完整实现. % w4 O0 8 f+ _1 : G5 D8 $ u6 e$ I: F4 l; P2 Y 3. 为每个有效象素计算光照, 这个可以参照Direct3D里的光照公式. 至于阴影, 我用的是射线追踪, 从光源对目的点引一条直线判断其是否被遮挡, 如果是则其为阴影, 否则其为计算出来的光照值.2 Z2 v* ?- ?. H4 o o W$ b 4 ( 1 % o4. 填充无效的象素. 由于我们对光照贴图的采样方式为线性采样(D3DTEXF_LINEAR), 因此其会读取到周围8个邻居象素的值, 因此我们把所有效象素的8个邻居的象素值做一下线性采样, 这样最后就不会出现黑边. 7 f5 k! S$ H6 j/ E H1 E, z U$ o5 p! g 5. 柔化光照贴图, 因为上面计算出来的光照图会产生很硬的边, 如果对其做一下线性采样, 这样就不会太硬.最后就是渲染出来啦. 2 : K% l) j) p. _/ b% N: q; B, s; w I7 F9 p- E, r( R! t ; R6 r! s9 b/ K$ 2 $ | . f. u: H* u/ t; j4 6 S下面是计算光照图后的效果图: c3 K9 Z, E4 c7 W 1 S F2 L4 Y# Z2 & F c; V 3 v E! W8 9 o0 R 2 E# h o4 ! e+ u7 L下面是经过柔化的效果图: 6 I, j/ H/ U/ m* _ f- d+ / K% O# c Y6 s 0 D* r5 K / C# K. _* G 8 X, : c- g4 F# _ $ S0 q# : V9 R+ v我们看上面的场景, 大家会发现除了受光照的地方其它地方都太黑, 一般来说我们可以给它加上环境光来解决这个问题, 但是其带来的结果就是颜色太平, 因为所有黑的地方都是一个颜色, 而真实世界不可能是这个样子, 对于真实世界中不仅仅只有光源能发光, 每一个表面都能散射光, 对于上面的场景被照亮的区域再向周围散射光能, 这样一次次进行下去直到每整个屋子都被照亮,这就是这篇文章的下部分: 辐照度. w- C1 y L8 a1 0 c1 k W g7 M1 j: f) k! T v 0 D% S- D0 U: ) t! z ? . 3 S# w# $ b: t1 s+ 关于辐照度这里也有一篇文章供大家参考: 链接标记/hugo.elias/radiosity/radiosity.htm. 具的算法我也不细说了,.其太致的思想就是, 把场景的的表面分为一个个小patch, 而对于我们来说这个小patch对应的就是光照图的一个象素. 然后把眼睛放到这个小patch上, 在从这个patch表面的法向方向观看场景. 这个过程我们可以通过D3D9的ID3DXRenderToEnvMap这个接口的BeginHemiSphere来实现,.它可以把场景渲染到一个半球体上.(这里我有一个疑惑, BeginHemiSphere- d+ D. u- R w 4 f* s- A+ z P1 B( t, D这个函数是接收两个参数, 第一个为: IDirect3DTexture9* pTexZPos, . A, o3 w% s4 d: Y/ V0 K5 Q 5 W! A3 U- d# . a, G4 _ 第二个为: IDirect3DTexture9* pTexZNeg. : 7 I i m+ R! G0 y% _+ N: l; a# c q) J 但最后我渲出的前半球的场景在pTexZNeg内里?). * f! / j, C N5 a$ A4 P* t! R5 N2 Q- B4 T c: L - g y( - N0 u- M* J, D5 : R3 u) B 7 m D# c! / X因为越面向法向的象素其接收的光能应该越大, 并且要修正投影变换带来的负面影响, 我们需要把渲染出来的场景图乘上光能衰减图来纠正最后的结果.最后, 我们把场景图的颜色值加起来并归一化, 这就是这个象素的接收的辐射光能, 把它加上原来的颜色值就可以了, 当然这个辐射过程可能需要很多次才能达到比较好的效果. . J% g8 Y+ b5 U8 H! ? 3 B; K ; H8 X$ M1 2 i. I |1 P2 q4 o5 V$ C* u0 R 6 o8 H$ X1 9 n3 L h/ 关于这个算法它有一个缺点就是太慢, 我要根据上面那篇介绍辐射度的文章介绍的方法对其进行了优化, 具体的可以参考原文和我的源码.: S7 a* / l4 , t8 Q) I 2 m9 - R; g! z; f6 c ) K/ A. R: b9 S4 X0 P6 U 1 q$ Q7 N; B, 8 k3 r 对上面场景应用了12次辐射后的效果图如下: G* x _3 f2 L( D# j- M- A3 o F u 1 # l! G$ x9 Q6 f * Q; |( c) D% H) P7 p( L L0 k对上面场景应用了16次辐射后的效果图如下:, . F6 m) F M- L# s E6 J u ( N $ W, o S: 9 O$ Q: H% ?$ s. A/ w6 J) k 如果大家有更好的想法或者什么疑惑可以给我发邮件. 链接标记 . 7 r0 5 8 _( # ?2 : x 7 ; v0 P, J5 o* F/ B7 Q# K# U0 s- - Y 9 l 4 b3 u & C& i1 Q. Q4 R( 该文章的源代码: 5 X4 9 ?# u8 Q7 ?7 m/ t /download/2006/radiosity_src.rar # w+ X- F9 / D# D(需要DXSDK_Feb_2006, 工程项目为Visual Studio.Net 2003)- j+ P0 E 4 |* v- i# N! J* L; f % t s D1 V/ J5 u2 O* R! q 动行程序: 链接标记/download/2006/radisoity_bin.rar/ f1 V P, : V5 l 注意: 以上代码仅供大家个人学习或研究使用, 未经允许不能用于商业用途. P/ L, f0 O1 i2 n q; W 0 B$ i) f ?: Z: f发表于: irrlicht3d中文官方论坛(3D网游开发论坛) 收藏 分享 00 0 关注本帖的网友, 还关注: 回复 引用 IRRlicht3D中文官方网站 发短消息 加为好友 JTzgaKja 当前离线 UID24424 帖子105 精华0 积分41 声望0 点 金币127 块 葡萄0 抽 阅读权限10 在线时间29 小时 注册时间2009-9-28 最后登录2009-12-21 当前离线 用户名:JTzgaKja 等级: 新手上路 发帖: 105 (0) 休闲币: 127 枚 12700 在线: 29（时） 注册: 2009-9-28 登入: 2009-12-21 2# JTzgaKja发表于 2009-12-17 09:40 | 只看该作者 见到我以后你会突然发现，原来帅也可以这样具体呀！ 回复 引用 TOP 返回列表 IRRLICHT3D中国开源网络游戏项目 IRRLICHT3D开源3DMMORPG网络游戏开发引擎 IRRLICHT3D开源3DMMORPG网络游戏 水墨坊3D网络游戏开发团队 IRRLICHT3D技术交流 IRRLICHT3D引擎交流 IRRLICHT3D开源工具插件 IRRLICHT3D开源项目 GPU(SHADER)编程交流 服务器端编程技术 3D网游硬件配置交流 DIRECTX技术交流 OPENGL技术交流 3D引擎开发技术交流 数据库编程技术交流 网络编程技术交流 软件工程交流 Linux大本营 黑客与安全 开发工具IDE 反外挂交流 游戏人茶馆 策划交流天地 美术神殿 音效制作交流 其他开源3D引擎交流 OGRE3D开源引擎交流 OGRE3D开源工具交流 OGRE3D开源项目交流 开源3D引擎 开源网游服务器端技术交流 MANGOS(魔兽世界wow模拟器) ASCENT(魔兽世界wow模拟器) 天堂二模拟器 Athena(雅典娜服务器模拟器) AION(永恒之塔服务器模拟器) ROSE服务器模拟器 3DMMORPG3D网络游戏客户端技术交流 3DMMORPG综合技术交流 C/C+技术交流 JAVA技术交流 C#技术交流 PYTHON技术交流 LUA技术交流 开源手机游戏 J2ME手机移动开发 Flash手机游戏开发 开源手机游戏 手机购买指南 开源网页游戏开发技术交流 JAVA开源网页游戏开发 FLASH开源网页游戏开发 SIVERLIGHT开源网页游戏开发 开源网页游戏 3dMMORPG网络游戏交流 魔兽世界(wow) 反恐精英CSonline 网络游戏交流 桌面单机游戏精品 经典单机游戏综合 魔兽争霸 星际争霸 暗黑破坏神 雷神之锤Quake 英雄无敌 CS反恐精英 极品飞车 三国系列游戏 FIFA足球游戏 仙剑奇侠传 街机系列 游戏娱乐 游戏视频基地 贴图专区 音乐天地 影视地带 动漫之殿 心语小筑 生活乐趣 旅游人生 资源分享下载 电子书分享下载 小说经典精品 股海深情 棋牌游戏 休闲小游戏 超