HLSL之漫反射光

     整整忙了一个月了，总算清闲下来了，从上次写完环境光后又过了这么长时间，继续学习......加油！！今天整理下漫反射光并记录下来，那就直接进入主题吧，开始漫反射光的学习。

     漫反射光是在环境光的基础上添加一个定向光让物体看起来更真实，定向光照射到物体表面，会根据物体表面不同的凹凸程度呈现出强度差异的反射光，让物体看起来更有立体感；当光线方向固定后，决定反射光强度的就是物体表面的法线方向。如果光线方向平行于物体表面（即和物体表面的法线垂直时）这时候的反射光是最弱的，如果光线方向垂直于物体表面（即和物体表面的法线平行时）这时候的反射光是最强的。

    漫反射光的公式：I = Aintensity*Acolor + Dintensity*Dcolor *N.L 

    公式说明：前面的Aintensity*Acolor仍然是环境光的公式，后面一部分表示添加的反射光，其中Dintensity表示光照强度，Dcolor 表示颜色，N表示物体表面的法线，L表示光线方向，N.L则是N和L两向量的点乘,等价于：N.L=|N|*|L|*cos(a)（a为两法线夹角）.注意：L的方向是自顶点指向光源的。

    下面看看相对于环境光代码相关变动的地方，除了Draw中的变化，其他代码均无变化，所以这里主要看看Draw里面的代码

            effect.CurrentTechnique = effect.Techniques["DiffuseLight"]; //读取fx

            foreach (EffectPass pass in effect.CurrentTechnique.Passes)
            {
                pass.Apply();
                foreach (ModelMesh mesh in model.Meshes)
                {
                    foreach (ModelMeshPart part in mesh.MeshParts)
                    {
                        effect.Parameters["World"].SetValue(modelTransform[mesh.ParentBone.Index] * Matrix.CreateScale(30.0f) * Matrix.CreateRotationY((float)angle) * Matrix.CreateRotationX((float)angle));
                        effect.Parameters["View"].SetValue(viewMatrix);
                        effect.Parameters["Projection"].SetValue(projectionMatrix);
                        effect.Parameters["AmbientColor"].SetValue(new Vector4(0.0f, 0.5f, 0f, 1.0f));
                        effect.Parameters["DiffuseColor"].SetValue(new Vector4(1.0f, 0.4f, 0.24f, 0.1f));
                        effect.Parameters["AmbientIntensity"].SetValue(0.5f);
                        effect.Parameters["LightDirection"].SetValue(Vector4.Normalize(new Vector4(1, 0, 0.0f, 1.0f)));

                        graphics.GraphicsDevice.SetVertexBuffer(part.VertexBuffer);
                        graphics.GraphicsDevice.Indices = part.IndexBuffer;

                        graphics.GraphicsDevice.DrawIndexedPrimitives(PrimitiveType.TriangleList, part.VertexOffset, 0, part.NumVertices, part.StartIndex, part.PrimitiveCount);
                    }
                }
            }

           代码中可以看出环境光AmbientColor:Vector4(0,0.5,0,1)这样做的目地是为了可以在下面的截图中看到意图，同时光线方向是平行于X轴指向X轴正半轴的。下面看看运行效果

                           

  其中橘黄色是反射光的颜色也即是DiffuseColor:Vector4(1.0f, 0.4f, 0.24f, 0.1f)，而绿色是环境光的颜色AmbientColor:Vector4(0,0.5,0,1)光线方向是沿着X轴。可以看到未被照射到的地方色差明显。此时我们修改下LightDirection将其改成Vector4(0, 0, 1.0f, 1.0f) 沿着Z轴正方向（对比两张效果图即可明白光线方向的不同对最终效果的影响）

                    

       接下来我们看看fx里面的代码:

float4x4 World;
float4x4 View;
float4x4 Projection;
float4 AmbientColor;
float4 DiffuseColor;
float AmbientIntensity;
float4 LightDirection;

// TODO: add effect parameters here.

struct VertexShaderInput
{
    float4 Position : POSITION0;
};

struct VertexShaderOutput
{
    float4 Position : POSITION0;
    float3 N:TEXCOORD0;
};

VertexShaderOutput VertexShaderDiffuse(float4 Position:POSITION0,float3 N:NORMAL)
{
    VertexShaderOutput output;

    float4 worldPosition = mul(Position, World);
    float4 viewPosition = mul(worldPosition, View);
    output.Position = mul(viewPosition, Projection);

    output.N=normalize(mul(N,World));

    return output;
}

float4 PixelShaderDiffuse(VertexShaderOutput input) : COLOR0
{
    return AmbientColor*AmbientIntensity+1.0f*DiffuseColor*saturate(dot(LightDirection,input.N));
}

technique DiffuseLight
{
    pass Pass0
    {
        // TODO: set renderstates here.
        VertexShader = compile vs_2_0 VertexShaderDiffuse();
        PixelShader = compile ps_2_0 PixelShaderDiffuse();
    }
}

     除了公式不同以外，在这里我们看到一个TEXCOORD0，TEXCOORDN是可以存放任何数据的寄存器，在相应位置没有存放纹理坐标的时候可以用来存储任何数据，并在以后读取出来。

    漫反射光的知识也就这么多了，期待下节镜面反射光照的学习.......