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cTerrain::generate_texture方法會(huì)調(diào)用cTerrain::light_terrain，顧名思義，光照使地形更接近于現(xiàn)實(shí)。當(dāng)我們已經(jīng)計(jì)算完地形紋理以后，我們只需要計(jì)算陰影系數(shù)（shade factor），使一個(gè)定義了光源的地形區(qū)域變亮或變暗。你會(huì)驚訝于為什么我們照亮地圖卻沒(méi)有讓Direct3D來(lái)做。我們自己來(lái)計(jì)算有三個(gè)好處：
內(nèi)存中不必保存頂點(diǎn)法線(xiàn)。
因?yàn)榧y理是靜態(tài)的，所以不能隨意的移動(dòng)光源。雖然我們可以重新計(jì)算光源，但因此采用Direct3D實(shí)時(shí)的照亮地形是很耗時(shí)的。
我們獲得了一些數(shù)學(xué)上的經(jīng)驗(yàn)，熟悉了一些基本的光照概念，并且是用Direct3D函數(shù)實(shí)踐的。
13.4.1概覽(OVERVIEW)
光照是計(jì)算地形陰影（shade）的一個(gè)最基本的技巧之一，一般認(rèn)為的光是漫射光（diffuse lighting），給定一個(gè)平行光源，我們用“到達(dá)光源的方向（direction to light）”（該光源發(fā)出的平行光的傳播方向的反方向）。因此，如果我們想讓光線(xiàn)從空中筆直落下，那么lightRaysDirection = (0, -1, 0)，按相反的方向：directionToLight = (0, 1, 0)。注意：創(chuàng)建光照向量要使用單位向量。
注意：雖然指定方向的光是從光源發(fā)射出來(lái)的，這么說(shuō)更直接一點(diǎn)，指定到達(dá)光源的反向在計(jì)算上要比漫謝光更合得來(lái)。
對(duì)于地形中的每個(gè)方格，我們計(jì)算光的向量與方格的面法線(xiàn)之間的角度。
在圖13.7中我們看到，當(dāng)角度變得比較大時(shí)，方格的面離光源越來(lái)越遠(yuǎn)，接收的光越少。反過(guò)來(lái)說(shuō)，角度變小，方格的面則離光源越來(lái)越近，相應(yīng)的會(huì)接收更多的光。注意：一旦光向量與法線(xiàn)角度大于90度，表面就接收不到光。
我們能夠創(chuàng)建一個(gè)陰影（shading）標(biāo)量，用0..1之間的范圍來(lái)表示表面能接收到光的多少。使用陰影標(biāo)量，角度大則標(biāo)量接近于0。當(dāng)顏色與一個(gè)陰影標(biāo)量接近0的值相乘時(shí)，得到的結(jié)果是：顏色變暗。相反，乘以一個(gè)陰影標(biāo)量的值接近1的值時(shí)，顏色則接近于原始亮度。
13.4.2 計(jì)算方格的陰影（Shade）
光源的方向是一個(gè)單位向量，為了計(jì)算光源方向與面法線(xiàn)間的夾角，首先需要找到面法線(xiàn)，這是叉積的一小部分應(yīng)用，但首先必須在方格里找到二個(gè)共面的非0并且不平行的向量。看圖 13.8有兩個(gè)這樣的向量：
給指定的格子計(jì)算陰影系數(shù)用cTerrain::compute_shade方法，它需要參數(shù)：行和列來(lái)確定方格，還有平行方向光的光源。
float cTerrain::compute_shade(int cell_row, int cell_col, D3DXVECTOR3* dir_to_light)
{
// get heights of three vertices on the quad
float height_a = get_height_map_entry(cell_row, cell_col);
float height_b = get_height_map_entry(cell_row, cell_col+1);
float height_c = get_height_map_entry(cell_row+1, cell_col);
// build two vectors on the quad
D3DXVECTOR3 u(m_cell_spacing, height_b - height_a, 0.0f);
D3DXVECTOR3 v(0.0f, height_c - height_a, -m_cell_spacing);
// find the normal by taking the cross product of two vectors on the quad
D3DXVECTOR3 n;
D3DXVec3Cross(&n, &u, &v);
D3DXVec3Normalize(&n, &n);
float cosine = D3DXVec3Dot(&n, dir_to_light);
if(cosine < 0.0f)
cosine = 0.0f;
return cosine;
}
13.4.3 地形陰影（Shading）
一旦知道了如何給指定的方格加陰影，我們就能給地形上所有的方格加陰影。只要遍例每一個(gè)方格，計(jì)算方格的陰影值，并測(cè)量方格對(duì)應(yīng)的texel顏色。光照少則方格會(huì)變暗。
bool cTerrain::light_terrain(D3DXVECTOR3* dir_to_light)
{
D3DSURFACE_DESC texture_desc;
m_texture->GetLevelDesc(0, &texture_desc);
// make sure we got the requested format because our code that fills the texture is
// hard coded to a 32 bit pixel depth.
if(texture_desc.Format != D3DFMT_X8R8G8B8)
return false;
D3DLOCKED_RECT locked_rect;
m_texture->LockRect(0, &locked_rect, NULL, 0);
DWORD* image_data = (DWORD*) locked_rect.pBits;
for(UINT row = 0; row < texture_desc.Height; row++)
{
for(UINT col = 0; col < texture_desc.Width; col++)
{
// Index into texture, note we use the pitch and divide by four since the pitch is given
// in bytes and there are 4 bytes per DWORD.
int index = row * (locked_rect.Pitch / 4) + col;
// get current color of quad
D3DXCOLOR color(image_data[index]);
// shade current quad
color *= compute_shade(row, col, dir_to_light);
// save shade color
image_data[index] = (D3DCOLOR) color;
}
}
m_texture->UnlockRect(0);
return true;
}