DX9壓榨專家 半條命2神奇渲染引擎揭

2025-04-26 14:21:24

    編者按：本篇文章系PCPOP特約作者劉宏春供稿。劉宏春現正攻讀軟體工程碩士學位，他從大學本科期間開始研究計算機圖形學以及DirectX編程，2004年他作為隊長和3D渲染引擎主程式設計師，率領【】共4名隊員參加微軟「創新杯」大賽DirectX 9渲染項目，從全世界幾十個參賽隊中脫穎而出參加在巴西進行的決賽，並且在決賽中以富有民族氣息的作品《龍之傳說》一舉奪得全球總冠軍。與很多玩家一樣，劉宏春平時酷愛FPS類遊戲，這次PCPOP在FPS超級大作《半條命2》發布之際所做的【相關專題】大受讀者歡迎，因此特約他寫出一篇專業性、權威性很強的《半條命2》核心渲染技術分析以回報廣大讀者們的支持，同時為我們的專題劃上一個圓滿的句號。

    本篇文章力圖深入淺出的分析講解《半條命2》使用的核心渲染技術，以及革命性的Source引擎是如何創造性的將DirectX 9的優勢發揮到極至。我們的目標絕對不是讓所有人都看不懂而大喊深奧，而是讓遊戲玩家、DirectX程式設計師以及3D建模人員等不同層次和領域的讀者都能夠有所收穫。因此我建議大家慢慢看完本篇文章，你們一定會有所收穫！

    今年冬天，Valve給我們帶來了2004年最令人期待的遊戲大作之一——《半條命2》。相信玩過該遊戲的玩家都對其中自然的光影效果、豐富的細節有著很深的印象，下面就讓我們來看一看《半條命2》 的世界是如何呈現在大家的屏幕上的吧。

1.  《半條命2》中的創新理念－光能傳遞凹凸貼圖 （Radiosity Normal Mapping）

    使光影效果更加真實自然——「光能傳遞（Radiosity）」

    為了使場景中的光照效果真實自然，《半條命2》 中對光影的處理使用了一種叫「光能傳遞」的技術。光能傳遞簡單來說就是光的能量通過不斷反射、折射，而在各個物體的表面間互相傳遞的過程。

    各位讀者都知道，我們所在的真實世界中，不僅僅是像鏡子這樣表面光滑的物體能夠反射光線，而是基本上所有的物體的表面都會或多或少的把照射到上面的光線反射出去，這些光線就可以再照亮附近的其他物體。

    所以一個物體表面被照亮的時候，它接受到的光不僅來自於各種光源，而且還來自於由其他物體表面反射過來的光線；這樣我們就可以把照射到物體表面的光線分為兩類：直接光照和間接光照。直接光照是從光源直接來的光照，而間接光照就是指從其他物體的表面反射過來的光照。

    由於物體表面會被附近其他的物體遮擋住，根據遮擋程度不同，所受到的間接光照的光能也不均勻，造成角落裡比較暗，平面的地方比較亮的效果。這就是光能傳遞最明顯的特點。

    不要小看這個光能傳遞過程，它是在真實的漫反射光照中最為複雜的一個過程，也是在渲染計算機動畫時提升畫面真實度的極為重要的一個因素。<