Direct3D 10 游戏编程入门：着色器与纹理映射解析

"《3D游戏编程入门：DirectX 10》由Frank D. Luna著，汤毅译，是一本面向Direct3D 10的3D游戏编程指南，内容涵盖基本的Direct3D编程技术，如初始化、几何体定义、着色器、光照、纹理映射等，并涉及高级技术如粒子系统、法线贴图映射和阴影。本书适合中级C++程序员、有非DirectX API经验的3D程序员以及希望学习Direct3D 10新特性的高级程序员。" 在"纹理/正切空间"这一章节中，作者讨论的是3D纹理映射在三角形上的应用，特别提到了在没有拉伸问题的理想情况下进行纹理贴图映射。在3D图形中，纹理映射是将二维图像（纹理）应用到三维模型表面的过程，以增加视觉细节和真实感。正切空间（Tangent Space）是计算光照、法线贴图映射等效果时常用的一个局部坐标系，它能更好地处理表面的局部特性，如法线贴图的偏移和角度。 纹理映射的关键在于正确地在3D模型表面定位纹理坐标，使得纹理在模型上均匀且无失真地展开。正切空间的建立通常包括计算每个顶点的正切向量、切线向量和法线向量。正切向量代表表面在UV纹理空间内的变化，切线向量与正切向量构成右手坐标系，而法线向量则指示表面的法线方向，这三者一起定义了模型表面的局部坐标系。 在Direct3D 10中，利用顶点着色器和像素着色器，我们可以将纹理坐标从模型空间转换到纹理空间，然后在像素着色阶段应用纹理采样来确定最终的颜色。正切空间的重要性在于它允许在像素级别的精确光照计算，特别是在处理凹凸映射（Bump Mapping）和法线贴图映射时，能够模拟表面的微小起伏和细节。 法线贴图映射是一种技术，它利用颜色编码的2D纹理来模拟3D表面的微观形状，通过在正切空间内对法线进行插值和重新定向，使得光照效果更加细腻。这种方法大大减少了模型所需的多边形数量，同时保持了高质量的视觉效果。 在实际应用中，理解并正确处理纹理和正切空间是3D图形编程中的重要技能，对于游戏开发者来说尤其关键，因为它直接影响到游戏场景的视觉质量和性能。通过学习这部分内容，读者能够掌握如何在Direct3D 10环境中实现复杂的纹理映射和光照效果，从而提升游戏的视觉体验。