Редактор материалов

Not (yet) implemented feature

Некоторые функции, описанные в настоящем документе, более не поддерживаются, либо начнут поддерживаться в будущем.

Редактор материалов (SXMaterialEditor) - один из инструментов движка SkyXEngine, используется для настройки материалов.

Редактор материалов отключает некоторые элементы движка и использует свою собственную симуляционную модель, которая может имитировать все рендерные сущности имеющие материалы.

Эта статья во многом соответствует основным понятиям материалов.

Редактор материалов

Управление камерой

• CTRL + w – движение вперед;
• CTRL + s – движение назад;
• CTRL + a – движение влево;
• CTRL + d – движение вправо;
• SHIFT - ускорение;
• CTRL + ПКМ – движение вверх/вниз;
• CTRL + ЛКМ – вращение.

Структура окна

Окно редактора состоит из структурных элементов (сверху вниз):

• Заголовок окна, содержащий имя редактора и имя материала;
• Меню программы;
• Панель инструментов, где расположены основные управляющие кнопки;
• Содержимое окна – рабочая область по настройке материала.

Меню

• File:
  • Open – открыть материал;
  • Save – сохранить материал;
  • Exit – выход из программы;
• Final image (выводимое изображение в окно рендера):
  • Color – цвет;
  • Normals – нормали;
  • Parameters – параметры освещения;
  • Ambient diffuse - фоновое и диффузное освещение;
  • Specular – отраженный свет;
  • Lighting scene – освещенная сцена.

Для просмотра некоторых итоговых изображений необходимо иметь представление о хранимых данных в G-buffer.

Панель инструментов

Общий вид панели инструментов

Панель инструментов позволяет осуществить более быстрый доступ к функционалу меню.

Панель визуально разделена на 3 части:

• Открыть/сохранить материал;
• Управление видом;
  • cam - возможность управлять камерой;
  • view - стартовое положение камеры;
• Рендер итогового изображения;
  • C - цвет;
  • N - нормали;
  • P - параметры освещения;
  • AD - фоновое и диффузное освещение;
  • S - отраженный свет;
  • L - освещенная сцена.

Для просмотра некоторых итоговых изображений необходимо иметь представление о хранимых данных в G-buffer.

Поиск материала происходит по текстуре, поэтому можно заранее просмотреть в проводнике саму текстуру для которой настраивается материал.

Рендер итогового изображения	При зажатой кнопке "cam" возможно перемещение камеры, чтобы вернуться в исходную позиию необходимо нажать кнопку "view"

Содержимое рабочей области

Общее

- может иметь несколько логик:

• Кнопка выбора файлов, после нажатия на эту кнопку следует открытие диалога выбора файла;
• Расширенные настройки.

- поле для ввода цифровой/текстовой информации. После ввода при нажатии на клавишу Enter введенные значения будут приняты. Также изменения вступят в силу после того как этот элемент потеряет фокус (к примеру щелкнув на пустое место/на другой элемент этого же окна).

- текстовое поле и трэкбар взаимосвязаны, любое изменение одного из элементов повлечет изменение другого

Текстуры и шейдеры должны соответствовать правилам.

Редакторные настройки

Редакторные настройки позволяют по разному увидеть настраиваемый материал.

Общий вид редакторных настроек

- вращение модели по оси Y, кнопка 0 установит угол вращения в 0.

Если отметить поле "rotate", то модель будет вращаться, для остановки надо убрать отметку, для возвращения в исходный поворот надо нажать кнопку "0")

- загрузка кубической текстуры скайбокса.

- тестовые модели:

• sphere;
• cube;
• plane.

- настройка цвета света (глобального), в пределах [0, 1]. Сделано для тестов материалов. Внизу имеется полоска окрашенная в выбранный цвет.

Базовые настройки

Общий вид базовых настроек

Type model - выбор типа модели, от выбора зависит рендер и передаваемые данные (принимаемые шейдером), доступно:

• geometry – статическая геометрия;
• grass - трава;
• tree - дерево;
• skin – анимационная модель.

Tex - основная (albedo) текстура материала.

Lighting - нужно ли освещать материал. Материал может быть самоосвещаемым.

Alpha Test - использовать ли альфа тест (отсечение пикселей, которые не прошли минимальный порог прозрачности).

Transparent - является ли материал полупрозрачным.

DestColor - принимает ли материал свет от какого-либо объекта (для связей с игровыми объектами).

Reflection - тип отражения:

• none – нет отражения;
• reflect plane – плоское отражение;
• reflect cube dynamic – динамическое объемное/кубическое отражение;
• reflect cube static - статическое объемное/кубическое отражение, обновляется только в случае изменения данных самого отражения.

Рекомендуется использовать отражения только в случае крайней необходимости, так как они расходуют достаточно много вычислительных ресурсов в real-time.

Shaders - набор комбинаций шейдеров (пресеты) для упрощения выбора шейдеров, если активна нулевая строка (пустая) значит, выбрана комбинация которой нет в списке.

VS - вершинный шейдер.

PS - пиксельный шейдер.

Физические настройки

Физические параметры - характеристика объекта в соответствии с которыми будем осуществляться некоторое базовое взаимодействие с другими объектами.

Общий вид физических настроек

Physic material - физический материал:

• concrete (бетон);
• metal (металл);
• glass (стекло);
• plastic (пластик);
• tree (дерево);
• flesh (плоть);
• ground/sand (земля/песок);
• water (вода);
• leaf/grass (листва/трава).

Hit chance - шанс пробиваемости [0 - пуля летит насквозь, 1 - пуля ударяется].

Durability - коэффициент пробиваемости [0, ], чем больше тем сложнее пробить.

Density - плотность материала кг/м3.

Параметры освещения

Параметры освещения - характеристики поверхности, по которым будут происходит расчеты ее освещения.

Общий вид настроек освещения

Parameters lighting - набор параметров освещения (пресеты) для упрощения настройки освещения, если активна нулевая строка (пустая) значит выбранных параметров нет в списке.

Thickness - просвечиваемость (для листвы и травы надо делать меньше 1) [0,1].

Демонстрация работы параметра "просвечиваемость"

Roughness - шероховатость поверхности, от этого зависит рассеиваемость света по поверхности, чем больше тем больше будет рассеивание света [0,1].

f0 - отражательная способность поверхности, чем больше тем меньше будет поглощено света и тем больше будет его отражение [0,1]

Демонстрация работы параметров освещения (изменение шероховатости и отражательной способности)

- текстура с параметрами освещения, где можно настроить для каждого пикселя, каналы:

• red – roughness;
• green - f0;
• blue – thickness;
• alpha - occlusion (можно сгенерировать в Grazy Bump).

Если стоит галочка на texture то будет использована загруженная текстура с параметрами освещения, если текстура не загружена будут использоваться нулевые параметры. Если галочка не стоит – будут использоваться параметры из редактора (из соответствующих трэкбаров), этот же метод настройки поверхности можно использовать в конечном продукте (например в игре), однако, тогда эти параметры будут распространяться на всю настраиваемую поверхность.

Параметры детальности

Перечисленные ниже параметры являются обобщенными, и каждый шейдер может использовать их в ином понимании. Поэтому информаци предоставляемая шейдером является более приоритетной.

Параметры детальности - характеристики поверхности, при помощи которых основная текстура материала может приобретать детальные элементы.

Общий вид настроек детальности

• Mask - текстура маски (условно);
• M R - текстура микрорельефа (основная либо первая), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в red канале маски;
• M G - текстура микрорельефа (вторая), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в green канале маски;
• M B - текстура микрорельефа (третья), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в blue канале маски;
• M A - текстура микрорельефа (четвертая), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в alpha канале маски;
• D R - детальная текстура (первая), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в red канале маски;
• D G - детальная текстура (вторая), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в green канале маски;
• D B - детальная текстура (третья), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в blue канале маски;
• D A - детальная текстура (четвертая), при использовании шейдером наложения по маске - коэффициент яркости данной текстуры в alpha канале маски.

Данные для шейдеров

Каждый шейдер для правильной обработки материалов требует определенные данные. Текущая релаизация позволяет отправлять необходимые движковые данные, и пользовательские.

Движковые данные

Движковые данные - те данные которыми владеет движок в любой момент времени. Эти данные в базовых случаях являются необходимыми для рендера.

Галочки vs и ps отвечают за отправку элемента в вершинный и пиксельный шейдеры соответственно.

Общий вид движковых данных отправляемых в шейдер

mW - матрица мира.

mV - матрица вида.

mP - матрица проекции.

mWV - комбинированная матрица мира вида.

mWVP - комбинированная матрица мира вида и проекции.

CamPos - позиция камеры.

Time - float2 вектор, x – общее время рендера в миллисекундах, y – текущее время рендера кадра в миллисекундах.

WinSize - float2 вектор размеров окна рендера в пикселях, x – ширина, y - высота.

Пользовательские данные

Пользовательские данные представлены только в виде float4 векторов по одному для каждого вида шейдера (один для вершинного и один для пиксельного). Однако, оба вектора можно отправить в один шейдер, либо отправить по назначению и в другой шейдер. Например, пользовательский вектор для пиксельного шейдера можно отправить и в пиксельный и в вершинный, с теми же данными.

Компоненты векторов пользовательских данных должны быть в пределах [-1,1].

Общий вид пользовательских данных отправляемых в шейдер

- отправка пользовательских данных в вершинный шейдер.

- отправить пользовательские данные вершинного шейдера в пиксельный.

- отправка пользовательских данных в пиксельный шейдер.

- отправить пользовательские данные пиксельного шейдера в вершинный.

Пример работы пользовательского вектора: влияние z компоненты вектора на проявление микрорельефа

Загрузка/Сохранение

Для загрузки материала необходимо нажать кнопку на панели инструментов, либо выбрать Open в Меню File. После этого откроется диалоговое окно выбора файла текстуры, для которой будет настраиваться материал. В диалоге необходимо выбрать текстуру и нажать Select.

Для загрузки материала надо нажать кнопку на панели инструментов, либо выбрать Save в Меню File. После этого, материал будет автоматически сохранен в директорию gamesource/materials/ аналогично структуре директории текстур, диалога выбора файла не будет.