JMonkeyEngine3.x中材质的多PASS

0    这篇文章将简单的讲述如何在jme3.x中实现多pass shading。在开始之前,读者应该了解如何实用jme3.x进行材质编写:Material ShaderNode,这里说一句,不要用已经被废弃的j3md老一套去写jme3.x材质。

    首先了解下什么是多pass,简单的说,一个渲染效果需要多次shading才能实现,这个渲染就是多pass渲染,一个最直接的例子便是基于阴影图的阴影着色,它的过程大概是:

pass1:渲染场景得到shadow map。

pass2:渲染场景,结合shadow map实现阴影着色。

那么,如何在jme3.x中实现多pass着色呢?VertexShader,FragmentShader,GeometeyShader,ShaderNode,MaterialDef和ShaderNodeDef等等是Jme3.x中材质系统的定义文件,VertexShader,FragmentShader,GeometryShader这些就是简单的glsl着色器(跟单纯的glsl又不太一样,是jme3.x中定义的glsl),而ShaderNodeDef定义了各个着色器之间的输入输出参数,最后,节点材质定义被引入到MaterialDef中,MaterialDef定义各个ShaderNode之间的连接,如下:


MaterialDef
材质节点的连接
其中的一个VertexShader

可以看到,jme3.x中的材质定义流程中只有shader流程定义,而没有shader script流程定义。什么是shader script?按照DX11的描述,就是FX脚本,按照u3d的描述,就是u3d中shader,u3d的shader实际上是shader script,而不是简单的shader。shader script的作用是将一个渲染效果需要走的几个shading过程用脚本的方式进行定义,比如pass1->pass2->pass3...

    但是,在jme3材质系统中只能定义shader,而没有shader script,意味着要实现一个多pass的渲染效果,需要在java代码上进行控制,实际上,jme3核心中的FilterPostProcessor,RenderPostViewPorts就是用来封装多pass的。

    为了达到教学的目的,这里不进行封装,而用简单的java代码描述多pass在jme3中的实现流程。

    先看下我们的测试场景,在编辑器中创建一个Box,并赋予我们自定义的材质:


测试场景

    这里实用的案例是我当时写简化sss效果的材质,我们看看这个材质:


simplesss

    这里,我们定义了材质参有Color,Attenuation,BShadowMap。其中BShadowMap是一张阴影图,需要在前一个pass中得到,然后在这个simplesss材质中作为输入参数实用。

    我们看下java代码:

scene2pass

    首先,我们加载SSSCubeScene.j3o,然后获取Box对象,这个对象使用了我们自定义的材质sssLightMaterial。


scenePass

    然后,我们创建一个FrameBuffer,用于单独pass这个scene,这里代码里为了简化直接再次loadModel("SSSCubeScene.j3o");但是从性能考虑应该使用scene2Pass中的那个Box即可,而不是再加载一次场景然后获取得到mShadowGeometry。

    这里我们创建了一个fbDepthTex,因为我们需要渲染得到shadowMap,所以我们需要把这张Texture2D作为这个FrameBuffer的DepthTexture。


shadowMaterial

接着,我们为mShadowGeometry创建一个渲染shadowMap的材质,注意,重点来了,我们把shadowScene中渲染输出的depthTexture,也就是fbDepthTex纹理,作为另一个pass的BShadowMap输入参数。

然后,在渲染代码中:


scene pass->scene2 pass

整个流程大概是:

     我们为了渲染Box,执行了两次DrawCall,第一次用自定义FrameBuffer,使用shadow材质,渲染scene;第二次使用默认的FrameBuffer,使用sss材质,并利用上一个pass的showMap作为材质参数,渲染scene2。这样,便完成了所有pass。

    不管有多个pass,都是按照上面流程进行的,jme3.x为了封装多pass,提供了RenFilterPostProcessor和FilterPostProcessor,就像ThreeJs的RenderProcessor一样用于多pass的封装。

    这篇日记是早上匆忙赶出来的,下次有时间再详细出个ShaderNode的教程和多pass的封装,以及对jme3.x中内置全局变量的使用(老一套的j3md不建议使用了,全局变量跟现在的ShaderNode定义不一样了)。

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