Directx11教程(64) tessellation学习(6)-PN Triangles
原文:Directx11教程(64) tessellation学习(6)-PN Triangles
前面我们用tessellation细分三角形或者四边形,产生的细分点都是在三角形或四边形平面内。本教程我们学习一下PN triangles(point normal triangles)的方法,把一个三角形细分为一个曲面。PN triangles的详细介绍请参考:2001 paper by Vlachos et al ,下面我们简单介绍一下PN triangles:
大家都知道,通常我们用贝塞尔函数表示光滑的曲面,贝塞尔函数是多项式函数,它表示的曲面通常也称作贝塞尔曲面,贝塞尔曲面的详细介绍,可以到wiki上看看Bezier Surface。
PN triangle是一个特殊的贝塞尔曲面,它的表示形式为:
u,v, w是重心坐标,bxyz就是控制点,其中u+v+w=1,控制点的位置如下,看以看出来,b003, b030,b300就是三角形的三个顶点控制点,根据这三个控制点位置和法向,我们就可以计算出其它控制点的位置。
PN triangles的法向通过下面的方法计算得到:
下面我们在myTutorialD3D_54的基础上,增加PN triangle支持,用三角形生成曲面。首先修改MeshClass类,为三角形patch顶点结构增加normal属性,因为计算控制点时候需要它。
struct VertexType
{
D3DXVECTOR3 position;
D3DXVECTOR3 normal;
D3DXVECTOR4 color;
};
…
//创建顺时针方向的三角形,左手规则
// 设置顶点数据
vertices[0].position = D3DXVECTOR3(4.0f, 0.0f, -2.0f); // 左下
vertices[0].normal = D3DXVECTOR3(-1.0f, 1.0f, 0.0f);
vertices[0].color = D3DXVECTOR4(1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
vertices[1].position = D3DXVECTOR3(6.0f, 0.0f, 4.0f); // 中上.
vertices[1].normal = D3DXVECTOR3(0.0f, 1.0f, 1.0f);
vertices[1].color = D3DXVECTOR4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
vertices[2].position = D3DXVECTOR3(8.0f, 0.0f, -2.0f); // 底右
vertices[2].normal = D3DXVECTOR3(1.0f, 1.0f, 0.0f);
vertices[2].color = D3DXVECTOR4(0.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
接下来,修改TessShaderClass类,修改顶点布局,增加normal支持:
polygonLayout[1].SemanticName = "NORMAL";
polygonLayout[1].SemanticIndex = 0;
polygonLayout[1].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
polygonLayout[1].InputSlot = 0;
polygonLayout[1].AlignedByteOffset = 12;
polygonLayout[1].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
polygonLayout[1].InstanceDataStepRate = 0;
接着就是shader 文件的修改,这也是最关键的部分,下面看看各个shader文件,vs中基本就是pass through,把顶点属性传到hs,和以前比没有太多的变化,hs中增加了生成新控制点的代码:
ConstantOutputType ColorPatchConstantFunction(InputPatch<HullInputType, 3> inputPatch, uint patchId : SV_PrimitiveID)
{
ConstantOutputType output;
//设置三条边的细分因子.
output.edges[0] = tessellationAmount;
output.edges[1] = tessellationAmount;
output.edges[2] = tessellationAmount;
//设置三角形内的细分因子
output.inside = tessellationAmount;
// PN triangle三个控制顶点的位置,和三角形patch的原始控制点是一样的
float3 f3B003 = inputPatch[0].position;
float3 f3B030 = inputPatch[1].position;
float3 f3B300 = inputPatch[2].position;
// 法向
float3 f3N002 = inputPatch[0].normal;
float3 f3N020 = inputPatch[1].normal;
float3 f3N200 = inputPatch[2].normal;
// 根据公式计算边控制点和中心控制点
output.f3B210 = ( ( 2.0f * f3B003 ) + f3B030 - ( dot( ( f3B030 - f3B003 ), f3N002 ) * f3N002 ) ) / 3.0f;
output.f3B120 = ( ( 2.0f * f3B030 ) + f3B003 - ( dot( ( f3B003 - f3B030 ), f3N020 ) * f3N020 ) ) / 3.0f;
output.f3B021 = ( ( 2.0f * f3B030 ) + f3B300 - ( dot( ( f3B300 - f3B030 ), f3N020 ) * f3N020 ) ) / 3.0f;
output.f3B012 = ( ( 2.0f * f3B300 ) + f3B030 - ( dot( ( f3B030 - f3B300 ), f3N200 ) * f3N200 ) ) / 3.0f;
output.f3B102 = ( ( 2.0f * f3B300 ) + f3B003 - ( dot( ( f3B003 - f3B300 ), f3N200 ) * f3N200 ) ) / 3.0f;
output.f3B201 = ( ( 2.0f * f3B003 ) + f3B300 - ( dot( ( f3B300 - f3B003 ), f3N002 ) * f3N002 ) ) / 3.0f;
float3 f3E = ( output.f3B210 + output.f3B120 + output.f3B021 + output.f3B012 + output.f3B102 + output.f3B201 ) / 6.0f;
float3 f3V = ( f3B003 + f3B030 + f3B300 ) / 3.0f;
output.f3B111 = f3E + ( ( f3E - f3V ) / 2.0f );
// 计算法向控制点
float fV12 = 2.0f * dot( f3B030 - f3B003, f3N002 + f3N020 ) / dot( f3B030 - f3B003, f3B030 - f3B003 );
output.f3N110 = normalize( f3N002 + f3N020 - fV12 * ( f3B030 - f3B003 ) );
float fV23 = 2.0f * dot( f3B300 - f3B030, f3N020 + f3N200 ) / dot( f3B300 - f3B030, f3B300 - f3B030 );
output.f3N011 = normalize( f3N020 + f3N200 - fV23 * ( f3B300 - f3B030 ) );
float fV31 = 2.0f * dot( f3B003 - f3B300, f3N200 + f3N002 ) / dot( f3B003 - f3B300, f3B003 - f3B300 );
output.f3N101 = normalize( f3N200 + f3N002 - fV31 * ( f3B003 - f3B300 ) );
return output;
}
在ds中,我们根据PN triangle公式生成新的控制点:
//重心坐标
float fU = uvwCoord.x;
float fV = uvwCoord.y;
float fW = uvwCoord.z;
// 预计算一些需要的值
float fUU = fU * fU;
float fVV = fV * fV;
float fWW = fW * fW;
float fUU3 = fUU * 3.0f;
float fVV3 = fVV * 3.0f;
float fWW3 = fWW * 3.0f;
//根据公式和重心坐标计算细分后顶点的位置
float3 f3Position = patch[0].position * fWW * fW +
patch[1].position * fUU * fU +
patch[2].position * fVV * fV +
input.f3B210 * fWW3 * fU +
input.f3B120 * fW * fUU3 +
input.f3B201 * fWW3 * fV +
input.f3B021 * fUU3 * fV +
input.f3B102 * fW * fVV3 +
input.f3B012 * fU * fVV3 +
input.f3B111 * 6.0f * fW * fU * fV;
//计算新的顶点在世界坐标系中的位置
output.position = mul(float4(f3Position, 1.0f), worldMatrix);
output.position = mul(output.position, viewMatrix);
output.position = mul(output.position, projectionMatrix);
// 计算法向
float3 f3Normal = patch[0].normal * fWW +
patch[1].normal * fUU +
patch[2].normal * fVV +
input.f3N110 * fW * fU +
input.f3N011 * fU * fV +
input.f3N101 * fW * fV;
// 归一化
f3Normal = normalize( f3Normal );
output.normal = f3Normal;
//新生成顶点颜色也为各个控制点颜色组合
output.color = uvwCoord.x * patch[0].color + uvwCoord.y * patch[1].color + uvwCoord.z * patch[2].color;
程序执行后界面如下,其中tess factor 从1到6,可以看出来,随着细分因子的增大,三角形越接近曲面。
完整的代码请参考:
工程文件myTutorialD3D11_59
代码下载:
稍后提供
Directx11教程(64) tessellation学习(6)-PN Triangles的更多相关文章
- Directx11教程(60) tessellation学习(2)
原文:Directx11教程(60) tessellation学习(2) 本教程中,我们开始tessellation编程,共实现了2个程序,第一个tessellation程序,是对一个三 ...
- Directx11教程(59) tessellation学习(1)
原文:Directx11教程(59) tessellation学习(1) 在D3D11管线中,新增加了3个stage, Hull shader, Tessellator, Domain s ...
- Directx11教程(63) tessellation学习(5)
原文:Directx11教程(63) tessellation学习(5) TS中生成细分后顶点的u,v,{w}坐标,我们根据控制点和u,w,{w}坐标生成新的顶点位置,在前面四边形的细分 ...
- Directx11教程(62) tessellation学习(4)
原文:Directx11教程(62) tessellation学习(4) 现在看看四边形在不同tess factor时,四边形细分的细节,下图是tess factor1-8时候的细分.te ...
- Directx11教程(61) tessellation学习(3)
原文:Directx11教程(61) tessellation学习(3) 现在我们看看在不同tess factor的情况下,三角形是如何细分的?(这儿三条边和内部tess factor值是 ...
- Directx11教程(15) D3D11管线(4)
原文:Directx11教程(15) D3D11管线(4) 本章我们首先了解一下D3D11中的逻辑管线,认识一下管线中每个stage的含义. 参考资料:http://fgiesen.wordpress ...
- Directx11教程(16) D3D11管线(5)
原文:Directx11教程(16) D3D11管线(5) 本章我们学习VS中具体做些什么事情? 首先再看看我们的VS shader代码: Clolor.vs - PixelInputType Col ...
- Directx11教程(66) D3D11屏幕文本输出(1)
原文:Directx11教程(66) D3D11屏幕文本输出(1) 在D3D10中,通过ID3DX10Font接口对象,我们可以方便的在屏幕上输出文字信息,一个DrawText函数就能解决所 ...
- Directx11教程(56) 建立一个skydome
原文:Directx11教程(56) 建立一个skydome 本章建立一个skydome(天空穹),主要学习如何使用cube mapping. cube map就是把六张纹理当作 ...
随机推荐
- DSP日志打印 LOG_printf
LOG_printf 依托BIOS环境,需要引用下列头文件: #include <std.h> #include <log.h> 并且,要在.tcf环境中添加一个LOG ...
- Eureka 客户端连接Eureka服务端时 报Cannot execute request on any known server 解决办法
报Cannot execute request on any known server 这个错,总的来说就是连接Eureka服务端地址不对. 因为配置eureka.client.serviceUrl. ...
- python 搜索匹配文件目录下所有的jpg或者png图片
import glob PATH_TO_TEST_IMAGES_DIR = 'D:\TrainChangeFifteenData\Picture\Test' for pidImage in glob. ...
- uva11401:Triangle Counting 递推 数学
uva11401:Triangle Counting 题目读不清楚的下场就是多做两个小时...从1-n中任选3个不重复数字(不重复啊!!坑爹啊!)问能组成三角形的有多少个, 显然1~n能组成的三角形集 ...
- Redis源码解析:16Resis主从复制之主节点的完全重同步流程
主从复制过程中,主节点根据从节点发来的命令执行相应的操作.结合上一章中讲解的从节点在主从复制中的流程,本章以及下一篇文章讲解一下主节点在主从复制过程中的流程. 本章主要介绍完全重同步流程. 一:从节点 ...
- HDU5412 CRB and Queries 整体二分
传送门 刚觉得最近写代码比较顺畅没什么Bug,cdq分治真是我的一个噩梦.. 整体二分模板题,带修改的区间第k小. vjudge不知抽什么风,用不了,hdu忘了密码了一直在那里各种试,难受.. 写得比 ...
- 【noip】跟着洛谷刷noip题
传送门 1.铺地毯 d1t1 模拟 //Twenty #include<cstdio> #include<cstdlib> #include<iostream> # ...
- TZ_08_maven私服项目的上传和下载
1. 需求 正式开发,不同的项目组开发不同的工程. ssm_dao工程开发完毕,发布到私服. 2下载 nexus Nexus 是 Maven 仓库管理器,通过 nexus 可以搭建 maven 仓 ...
- JavaScript的原型链
首先介绍下原型~原型的作用:把方法放到原型中,就可以让同类型的对象共享 . 当我创建一个构造函数.构造函数里有原型.通过:构造函数名.prototype获取到当前构造函数的原型. function S ...
- 移植thinkPHP的dump()函数
由于公司的开发机没有开xdebug拓展,导致var_dump()在浏览器上看很不方便. 因此,加入从thinkphp搬过来的dump()函数. function dump($var, $echo=tr ...