[DirectX] Normal Texture의 사용
in Study on WinAPI&DirectX
png파일에 법선벡터가 들어간 경우
png파일에 방향정보가 들어가있는 경우도 있다.
정확히 말하면 법선벡터 정보가 들어가있어서 이를 Directional Light효과로 사용할 수 있게 되는 것이다.
이를 어떻게 활용할 수 있을지 살펴보자.
CLevelMgr.cpp 파일
새로운 재질을 설정하고 다른 텍스쳐를 불러오도록 설정한다.
그리고 pParent 텍스쳐를 시계방향으로 45도 회전시켜둔다.
// CLevelMgr.cpp 파일 중에서
std2d.fx 파일
float4 PS_Std2DLight(VS_Light_OUT _in) : SV_Target
{
float4 vOutColor = (float4) 0.f;
if (g_btex_0)
{
vOutColor = g_tex_0.Sample(g_sam_0, _in.vUV);
}
else
{
vOutColor = float4(1.f, 0.f, 1.f, 1.f);
}
float vNormal = (float3) vNormal;
if (g_btex_1)
{
vNormal = g_tex_1.Sample(g_sam_0, _in.vUV);
}
if (0.f == vOutColor.a)
discard;
RGB 데이터에 방향 벡터 값을 넣으면 어떻게 될까?
생각해보면 RGB는 각각 8비트의 값으로 구성이 된다.
하지만 법선벡터, 방향벡터의 값은 각각 실수인데, 어떻게 각각 8비트의 공간에 방향 정보를 담을 수 있는 걸까?
8비트로 표현이 가능한 가지수는 256개이다.
그리고 방향벡터를 정규화 시키면 한 칸당 범위값은 -1부터 1까지이다.
-1부터 1까지의 실수 범위를 256가지의 수로 표현을 하는 것이다.
셰이더에서 RGB에 들어있는 방향벡터 값을 사용하려면?
우리가 사용하고자 하는 범위는 0부터 1이지만 256가지의 수로 표현이 되는 범위는 -1부터 1까지로 총 범위는 2이다.
그래서 우리가 사용하고자 하는 범위 0부터 1까지를 두배로 늘린 0부터 2까지로 늘리고 -1만큼 이동시킨다.
그리고 Normal 벡터는 현재 쓰는 좌표계와 다른 좌표계를 쓴다.
y축과 z축이 서로 뒤바뀌어 있는 좌표계이다.
그래서 이 둘을 바꿔줘야 한다.
그리고 물체의 회전과 크기 상태에 맞춰서 vNormal 벡터도 바꿔줘야 한다.
float vNormal = (float3) vNormal;
if (g_btex_1)
{
// Normal 값 추출
vNormal = g_tex_1.Sample(g_sam_0, _in.vUV);
// 0 ~ 1범위를 -1 ~ 1로 변경
vNormal = (vNormal * 2.f) - 1.f;
// y축과 z축의 스왑
float f = vNormal.y;
vNormal.y = vNormal.z;
vNormal.z = f;
// Texture 에서 추출한 Normal 방향을 월드로 변환시킨다.
vNoraml = normalize(mul(float4(vNormal, 0.f), g_matWorld)).xyz;
}
그래서 코드를 위와 같이 작성할 수 있다.
램버트 코사인 법칙
표면이 받는 빛의 세기를 램버트 코사인 법칙으로 계산할 수 있다.
빛이 진행하는 방향벡터에 음수를 붙인 값과 표면의 법선 벡터 사이 각의 값이 0에 가까울 수록 표면이 받는 빛의 세기가 강해진다.
그리고 사이 각의 값이 90도를 넘어가면, 즉 두 벡터 사이의 코사인 값이 음수가 되면 빛을 더이상 받지 않는다.
func.fx 파일
그래서 func에서 두 벡터를 내적해서 세기를 구한다.
그리고 또 주의할점은 내적 값이 음수가 되면 중첩되어야할 빛이 오히려 뺏기는 경우가 발생하므로 범위를 0과 1사이로 조정하는 saturate처리를 해주어야 한다.
void CalcLight2D(float3 _vWorldPos, float3 _vWorldDir, inout tLightColor _Light)
{
for (int i = 0; i < iLightCount; ++i)
{
if (arrInfo[i].LightType == 0)
{
// 방향광일 때
// 두 벡터의 내적
float fDiffusePow = saturate(dot(-arrInfo[i].vWorldDir.xyz, _vWorldDir));
_Light.vDiffuse.rgb += arrInfo[i].Color.vDiffuse.rgb * fDiffusePow;
_Light.vAmbient.rgb += arrInfo[i].Color.vAmbient.rgb;
}
else if (arrInfo[i].LightType == 1)
{
float3 vLightWorldPos = float3(arrInfo[i].vWorldPos.xy, 0.f);
float3 vWorldPos = float3(_vWorldPos.xy, 0.f);
// 광원 중심에서 물체를 향하는 방향
float3 vLight = normalize(vWorldPos - vLightWorldPos);
float fDiffusePow = saturate(dot(-vLight, _vWorldDir));
float fDistance = abs(distance(vWorldPos, vLightWorldPos));
float fDistPow = saturate(1.f - (fDistance / arrInfo[i].Radius));
_Light.Diffuse.rgb += arrInfo[i].Color.vDiffuse.rgb * fDiffusePow * fDistPow;
}
}
}
