如何使用DirectX9为网格应用Bump Map凹凸贴图效果

你目前使用的是DirectX9固定功能管线实现渲染，要在现有基础上添加Bump Map（凹凸贴图，采用常规切线空间法线贴图方案），按以下步骤操作即可：

前置准备 #

• 首先为你的网格生成切线空间数据（切线Tangent、副切线Binormal），并更新顶点声明包含这两个分量，固定管线需要这组数据将光照向量转换到切线空间，和法线贴图采样结果做计算。
• 你用到的Bump Map需要是标准切线空间法线贴图，导入时建议指定格式为D3DFMT_Q8W8V8U8或者D3DFMT_V8U8，适配固定管线的DOTPRODUCT3计算操作。

代码修改步骤 #

在现有漫反射纹理绑定逻辑之后、高光纹理绑定逻辑之前，插入Bump Map的处理逻辑，完整修改后的代码如下：

std::vector<std::string> tex_keys = {
    mesh + "_Diffuse",
    mesh + "_Ambient",
    mesh + "_Specular",
    mesh + "_Dissolve",
    mesh + "_Bump",
    mesh + "_Sharpness"
};
auto device = GetDevice();
// Diffuse Map _ Base Texture
if (TextureMap[tex_keys[0]])
{
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[0]]->GetSlot(), D3DTSS_COLOROP, D3DTOP_MODULATE);
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[0]]->GetSlot(), D3DTSS_COLORARG1, D3DTA_TEXTURE);
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[0]]->GetSlot(), D3DTSS_COLORARG2, D3DTA_DIFFUSE);

    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[0]]->GetSlot(), D3DTSS_ALPHAOP, D3DTOP_MODULATE);
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[0]]->GetSlot(), D3DTSS_ALPHAARG1, D3DTA_DIFFUSE);
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[0]]->GetSlot(), D3DTSS_ALPHAARG2, D3DTA_TEXTURE);
    TextureMap[tex_keys[0]]->Bind();
}

// ========== 新增Bump Map处理逻辑 开始 ==========
if (TextureMap[tex_keys[4]])
{
    UINT bumpSlot = TextureMap[tex_keys[4]]->GetSlot();
    // 第一步：用法线贴图采样值和切线空间光照向量做点积，得到凹凸光照系数
    device->SetTextureStageState(bumpSlot, D3DTSS_COLOROP, D3DTOP_DOTPRODUCT3);
    device->SetTextureStageState(bumpSlot, D3DTSS_COLORARG1, D3DTA_TEXTURE);
    device->SetTextureStageState(bumpSlot, D3DTSS_COLORARG2, D3DTA_DIFFUSE);
    // 第二步：将凹凸光照系数和前一阶段的漫反射结果相乘，得到带凹凸效果的漫反射颜色
    device->SetTextureStageState(bumpSlot, D3DTSS_COLORARG0, D3DTA_CURRENT);
    device->SetTextureStageState(bumpSlot, D3DTSS_COLOROP, D3DTOP_MODULATE);
    device->SetTextureStageState(bumpSlot, D3DTSS_COLORARG1, D3DTA_ARG0);
    device->SetTextureStageState(bumpSlot, D3DTSS_COLORARG2, D3DTA_ARG1);
    
    // 绑定Bump纹理
    TextureMap[tex_keys[4]]->Bind();
}
// ========== 新增Bump Map处理逻辑 结束 ==========

// Specular Map
if (TextureMap[tex_keys[2]])
{
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[2]]->GetSlot(), D3DTSS_COLOROP, D3DTOP_ADD);
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[2]]->GetSlot(), D3DTSS_COLORARG1, D3DTA_TEXTURE);
    device->SetTextureStageState(TextureMap[tex_keys[2]]->GetSlot(), D3DTSS_COLORARG2, D3DTA_CURRENT);
    TextureMap[tex_keys[2]]->Bind();
}

额外配置说明 #

• 需要提前开启设备的光照渲染状态：device->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, TRUE);，同时保证场景中配置了至少一盏可用的平行光。
• 如果凹凸效果不明显，可以调整法线贴图的对比度，或者在纹理阶段配置时添加额外的缩放参数放大凹凸系数。
• 后续如果改用可编程管线（HLSL着色器）实现，逻辑会更灵活，不需要依赖固定管线的DOTPRODUCT3操作，可以直接在像素着色器中完成切线空间光照计算，实现更多自定义效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sparkskapil