SlideServe
Télécharger Obtenir Pro
Menu
Accueil Pro
Préférences
ApparenceLight Aide et commentaires
© SlideServe · v2026

Графични операции в игрите.

mali avatar
mali
61 diapositives · 780 Views · Sep 18, 2014

Графични операции в игрите. Какво ще представим?. Показване на сцена, Стъпка по стъпка Текстуриране. Основни принципи Прости модели за осветление Прости светлини Normal Maps. DirectX. EmptyProject в dxsdk samples Използва DXUT – няколко класа, които помагат настройката на устройствата

Графични операции в игрите. - slide 1
01 / 61Графични операции в игрите.
1 / 17

Télécharger la présentation

Графични операции в игрите.
Une image / un lien ci-dessous est fourni (tel quel) pour télécharger la présentation

Politique de téléchargement : le contenu du site vous est fourni TEL QUEL pour votre information et votre usage personnel ; il ne peut être vendu, concédé sous licence ni partagé sur d’autres sites sans l’accord de son auteur.Le contenu vous est fourni TEL QUEL, pour votre information et votre usage personnel uniquement. Téléchargez la présentation en cliquant sur ce lien. Lors du téléchargement, si vous ne parvenez pas à télécharger une présentation, l’éditeur a peut-être supprimé le fichier de son serveur.Pendant le téléchargement, si vous ne parvenez pas à obtenir une présentation, le fichier a peut-être été supprimé par l’éditeur.

F I N

Plus de contenu associé

Transcription de la présentation

  1. Графични операции в игрите.

  2. Какво ще представим? • Показване на сцена, Стъпка по стъпка • Текстуриране. Основни принципи • Прости модели за осветление • Прости светлини • Normal Maps

  3. DirectX • EmptyProject в dxsdk samples • Използва DXUT – няколко класа, които помагат настройката на устройствата • DXUTSetCallbackD3D9DeviceAcceptable( IsD3D9DeviceAcceptable ); • DXUTSetCallbackD3D9DeviceCreated( OnD3D9CreateDevice ); • DXUTSetCallbackD3D9DeviceReset( OnD3D9ResetDevice ); • DXUTSetCallbackD3D9FrameRender( OnD3D9FrameRender ); • DXUTSetCallbackD3D9DeviceLost( OnD3D9LostDevice ); • DXUTSetCallbackD3D9DeviceDestroyed( OnD3D9DestroyDevice ); • DXUTSetCallbackDeviceChanging( ModifyDeviceSettings ); • DXUTSetCallbackMsgProc( MsgProc ); • DXUTSetCallbackFrameMove( OnFrameMove );

  4. DirectX/ Глобални данни • const D3DXVECTOR3 g_CameraPosition (0.0f,0.0f,-5.0f ) ; • const D3DXVECTOR3 g_CameraUp (0.0f, 1.0f,0.0f) ; • const D3DXVECTOR3 g_CameraLookAt (0.0f,0.f,1.0f) ; • const float g_CameraVx = 4.0f/4.0f; • const float g_CameraVy= 3.0f/4.0f; • const float g_ZMin = 2.0f; • const float g_Zmax= 100.f; • D3DXMATRIX g_WorldMatrix;// само един обект засега • D3DXMATRIX g_CameraMatrix; • D3DXMATRIX g_ProjectionMatrix; • D3DXMATRIX g_WVP;

  5. DirectX OnD3D9CreateDevice() D3DXMatrixLookAtLH (&g_CameraMatrix,&g_CameraPosition,&g_CameraLookAt,&g_CameraUp); D3DXMatrixPerspectiveLH (&g_ProjectionMatrix,g_CameraVx,g_CameraVy,g_ZMin,g_ZMax); Инициализиране g_WorldMatrix, DirectX пази транслацията в най-долния ред. g_WVP = g_WorldMatrix*g_CameraMatrix*g_ProjectionMatrix;

  6. DirectX .x формат { Mesh CubeMesh { 6; -0.500000;-0.500000;0.0;, 0.500000;-0.500000;0.0;, -0.500000;0.500000;0.00000;, 0.500000;0.500000;0.0;, 0.500000;-0.500000;0.0;, -0.500000;0.500000;0.00000;;

  7. DirectX .x формат 2; 3;1,0,2;; 3;3,1,2;; MeshVertexColors { 6; 0;1.0,0.0,0.0,1.0;, 1;0.0,1.0,0.0,1.0;, 2;0.0,0.0,1.0,1.0;, 3;1.0,0.0,0.0,1.0;, 4;1.0,0.0,0.0,1.0;, 5;0.0,0.0,1.0,1.0;; }

  8. DirectX .x формата MeshTextureCoords { 6; 0.0,0.0;, 1.0,0.0;, 0.0,1.0;, 1.0,1.0;, 0.0,0.0;, 0.0,1.0;; }

  9. DirectX Зареждане на Mesh D3DXLoadMeshFromX Чертаене g_Quad->DrawSubset(0); Модифициране на вертексите struct Vertex { float x,y,z; float cx,cy,cz,cw; float tx,ty; }; Vertex* v; g_Quad->LockIndexBuffer( 0, &v);

  10. DirectX • Ефекти • Правят микромениджмънта на shader-ите вместо вас. Разжирение .fx float4x4 g_WVP; // World * View * Projection matrix texture g_txScene; sampler g_samScene = sampler_state { Texture = <g_txScene>; MinFilter = Linear; MagFilter = Linear; MipFilter = Linear; };

  11. DirectX void VertSceneSingle (...) { .... } float4 PixSceneSingle( ...) { .... } technique RenderSceneSingle { pass P0 { VertexShader = compile vs_3_0 VertSceneSingle(); PixelShader = compile ps_3_0 PixSceneSingle(); AlphaBlendEnable = false; ZEnable = false; } }

  12. DirectX • Зареждане ID3DXEffect* g_Effect; • D3DXCreateEffectFromFile (pd3dDevice,”c:/myeffect.fx”,0,0,0,0,&g_Effect,&errors);

  13. DirectX UINT passes; g_Effect->SetTechnique("RenderScene"); g_Effect->Begin(&passes,0); g_Effect->SetMatrix("g_WVP",&g_WVP); g_Effect->SetTexture("g_txScene",g_QuadTexture); g_Effect->CommitChanges(); for (UINT i=0;i<passes;++i) { g_Effect->BeginPass(i); g_Quad->DrawSubset(0); g_Effect->EndPass(); } g_Effect->End();

  14. DirectX UINT passes; g_Effect->SetTechnique("RenderScene"); g_Effect->Begin(&passes,0); g_Effect->SetMatrix("g_WVP",&g_WVP); g_Effect->SetTexture("g_txScene",g_QuadTexture); g_Effect->CommitChanges(); for (UINT i=0;i<passes;++i) { g_Effect->BeginPass(i); g_Quad->DrawSubset(0); g_Effect->EndPass(); } g_Effect->End();

  15. DirectX • Текстуриране • Текстурите имитират геометрия • Изображение от R3 в R2

  16. DirectX • Видове проекции • Сферична • Цилиндрична • Равнинна • Всички проекции по моделите се правят от артисти • Една от най-гадните работи за тях • Трябва да се направи проекцията така, че да може да се рисува върху нея.

  17. DirectX 1.0 Малките триъгълници в синьо 0.0 0.0 1.0

  18. DirectX • Какво правим, когато текстурните координати излизат извън интервала 0;1 MeshTextureCoords { 6; 0.0,0.0;, 2.0,0.0;, 0.0,2.0;, 2.0,2.0;, 0.0,0.0;, 0.0,2.0;; }

  19. DirectX • Какво правим, когато текстурните координати излизат извън интервала 0;1 • Можем да настроим ефектите как да четат от текстурите sampler_state { .... AddressU = Clamp; AddressV = Clamp; };

  20. DirectX AddressU = Wrap; AddressV = Wrap; AddressU = Mirror; AddressV = Mirror; AddressU = Border; AddressV = Border;

  21. DirectX Четене от текстуритев пикселните shader-и: float4 result = tex2D( g_samScene, Tex.xy ); Ако триъгълникът е много голям и трябва да се увеличи текстурата се прави линейно филтриране

  22. DirectX Когато триъгълникът е с много малки размери:

  23. DirectX Когато триъгълникът е с много малки размери: Представлява разстоянието между две mip нива

  24. DirectX • Когато се построяват mip нивата трябва да се има предвид • Ако е за цветови текстури да се внимава с Gamma Space. Иначе по-долните mip нива стават по-тъмни. • Добре е да не се прилага Nearest Neighbour, а Gaussian примерно • Ако пък се правят mip нива за Normal Maps, тогава всяко ниво се генерира отново от геометрията Когато хардуерът чете от текстура с mip нива, построява (u,v,d), Намира d между кои mip нива е, чете билинейно от всяко и после линейно интерполира прочетените стойности с d

  25. DirectX • Без mip map mip map

  26. DirectX • Хардуерни компресии • DXT1/3 – блокова текстура (DDS) за фото реалистични изображения • 3Dc – Разработка на ATI за Normal Maps (текстури, в които вместо цветове има вектори) • DXT5_NM Tangent Space Object Space

  27. DirectX • DXT1 • Изображението се разделя на блокове от 4x4 пиксела • За всеки блок се записват 2 цвята, минимум и максимум от цветовете в блокчето във формат (5:6:5) • След това от правата между двата цвята се избират други два цвята, които са на равно разстояние по правата • Това дава избор от 4 цвята за всеки един от 16-те пиксела • Всеки пиксел се кодира с 2 бита: • 16*2=32 бита общо + 2 * 16 бита = 64 бита за 16 пиксела.или 4 бита за пиксел • DXT1 – прави компресия типично 6:1, защото пикселите са 24 бита иначе • С DXT1 се текстурира по-бързо, защото е по-малка текстура и попадат повече пиксели в текстурните кешове на GPU

  28. DirectX • От Nvidia 1.5 MB 384 kb

  29. DirectX • От Nvidia 1.5 MB 256 kb

  30. DirectX • DXT 5 компресия. За изображения с гладък алфа канал • Използва се за текстури с алфа канал • Цветния канал се компресира като при DXT1, а алфа канала • се разделя на блокове от 4x4 пиксела и се компресира отделно • Избират се две точки от 16-те (може крайните), • Генерират се между тях 6 точки на равни разстояния • И всяка една от другите точки получава 3 битов индекс, коя от 8-те точки приближава • Така за алфа канала се получава : • 2*8 = 16 бита (крайните точки) • 16 * 3 = 48 бита (средните точки)

  31. DirectX • DXT 5 компресия за Normal maps. • Пример за компресия на сигнал в текстура • Normal map съдържа тройки нормализирани вектори • (x,y,z), (x^2+y^2+z^2=1) • Z може да се изчисли от X,Y • Y се компресира като цветови компонент • X се компресира като алфа компонент. • С малко загуба на качеството се постига добра компресия от 4:1 Tangent Space

  32. DirectX • 3DC компресия за Normal maps.(Вече в DirectX 10) • Постига 4:1 компресия като DXT5_NM, но с по-добро качество • Абсолютно аналогична на DXT5, компресира обаче и X и Y все едно са алфа канали на DXT5, в DXT5 Y компонентата е с 6 бита, а тук е с 8 бита

  33. DirectX • Основни принципи за използване на текстури • Да се слагат линейни сигнали или сигнали, които се апроксимират с линейни функции • Ако ще се използва DXТ5 компресия, различните компоненти, трябва да са независими.

  34. DirectX • Нормали Вектор перпендикулярен на равнината определена от трите вертекса с дължина 1.

  35. DirectX • Нормали в • XSI

  36. DirectX • Всяка нормала е зададена в object space MeshNormals { 0.000;-0.793;0.609;, -0.000;0.994;-0.112;, } • И се задава за всеки вертекс. Обикновено автоматично се прави от 3DS Max, XSI, Maya .....

  37. DirectX N V R L Повърхност

  38. DirectX • Дифузна повърхност и светлина само с посока (слънцето) • Intensity=saturate( dot(L,N) ); • DiffuseColor=DiffuseTexture*Intensity; • L и N, могат да са зададени в различни координатни системи. • Тогава чрез World, се минава от едната в другата.

  39. DirectX • Без осветление

  40. DirectX • Само нормали: oPos = mul( Pos, g_WVP ); float4 normal = float4(Normal,1.0f); оIntensity = normal; float4 PixScene( float2 Tex : TEXCOORD0, float4 Intensity : TEXCOORD1 ) : COLOR0 { return Intensity; }

  41. DirectX • Само интензитет на осветлението: float4 normal = float4(Normal,1.0f); float4 objectSpaceLight = normalize(mul(g_InverseWorld, g_Light0 )); oIntensity.xyzw = dot(normal,objectSpaceLight); float4 PixScene( float2 Tex : TEXCOORD0, float4 Intensity : TEXCOORD1 ) : COLOR0 { return Intensity; }

  42. DirectX float4 normal = float4(Normal,1.0f); float4 objectSpaceLight = normalize(mul(g_InverseWorld, g_Light0 )); oIntensity.xyzw = dot(normal,objectSpaceLight); float4 PixScene( float2 Tex : TEXCOORD0, float4 Intensity : TEXCOORD1 ) : COLOR0 { return Intensity*tex2D( g_samScene, Tex ); }

  43. DirectX const D3DXVECTOR4 g_Light0Intensity (0.7f,0.7f,1.0f,1.0f); //Cpp float4 normal = float4(Normal,1.0f); float4 objectSpaceLight = normalize(mul(g_InverseWorld, g_Light0 )); oIntensity = g_Light0Intensity * dot(normal,objectSpaceLight); float4 PixScene( float2 Tex : TEXCOORD0, float4 Intensity : TEXCOORD1 ) : COLOR0 { return Intensity*tex2D( g_samScene, Tex ); }

  44. DirectX Per Pixel Lighting. Как се прави това? Изчисленията се правят във всяка точка. С Normal Maps се имитира геометрия Tangent Space Object Space

  45. DirectX Texture Space C V C B A U B A

  46. DirectX

  47. DirectX • В DirectX, нормалите се изчисляват с: • D3DXComputeNormals; • тангентите и бинормалите се изчисляват с • D3DXComputeTangentFrameEx • Може да се задава, само тангенти или само бинормали

  48. DirectX void VertScene( float4 Pos : POSITION, float2 Tex : TEXCOORD0, float3 Normal: NORMAL, float3 Tangent: ТANGENT, out float4 oPos: POSITION, out float2 oTex : TEXCOORD0, out float3 oTangent : TEXCOORD1, out float3 oBinormal:TEXCOORD2, out float3 oNormal : TEXCOORD3 ) { oPos = mul( Pos, g_WVP ); oTex = Tex; oTangent = mul(Tangent,g_World); oNormal = mul(Normal,g_World); oBinormal = cross(oTangent,oNormal); }

  49. DirectX float4 PixScene( float2 Tex : TEXCOORD0,float3 Tangent : TEXCOORD1, float3 Binormal : TEXCOORD2, float3 Normal : TEXCOORD3 ) : COLOR0 { float3 tangent = normalize(Tangent); float3 binormal = normalize(Binormal); float4 diffuse = tex2D( g_samScene, Tex ); float3 normal = tex2D( g_samNormalMap, Tex ); normal = 2*normal-1; float3x3 tangentBasis={tangent,binormal, normalize(Normal) }; float3 lightDirection = normalize(g_Light0).xyz; float3 normalInWorldSpace = mul( normal,tangentBasis); float intensity=saturate( dot ( normalInWorldSpace, lightDirection ) ); return diffuse*intensity; }