Direct3D轮回：游戏特效之全屏泛光(Bloom)

https://www.cnblogs.com/kenkao/archive/2011/08/25/2153752.html

Bloom，又称“全屏泛光”，是大名鼎鼎的虚幻3游戏引擎中最通用的后期特效技术~

Bloom特效的实现主要依赖于PostProcess框架，即实时绘制当前场景到一后台渲染表面，而后针对其对应贴图进行像素级渲染~

大家还记得我们之前实现的水面效果中的反射和折射贴图吗？此即为PostProcess的典型应用，与Bloom特效有异曲同工之妙。

下面，我们就来揭秘这个Bloom特效的实现流程~

本节我们实现的Bloom特效，在流程上总共分为4步：

1.提取原场景贴图中的亮色；

2.针对提取贴图进行横向模糊；

3.在横向模糊基础上进行纵向模糊；

4.所得贴图与原场景贴图叠加得最终效果图。

所用到的Shader主要有三个，分别对应如上4个步骤中的第1步、第2、3步和第4步。我们来看源代码：

 

BloomExtract.fx

 

GaussianBlur.fx

 

BloomCombine.fx

 

三个Shader均来自于微软WP7开发者俱乐部，如有引用，敬请标明AppHub字样及其站点网址：http://create.msdn.com/en-US/，以示对作者原创版权的尊重！

 

具备相应的Shader之后，下面我们来看如何运用他们来实现Bloom特效的四个关键步骤~

因为最终的效果贴图本质上是一张与屏幕大小相同的纹理，因此，我们使用原来构建的CSpriteBatch进行绘制。而CSpriteBatch提供的接口是针对于CTexture2D的，所以我们首先要增强并完善CTexture2D类的功能~

以下提供两个函数，使得CTexture2D可以直接产生渲染贴图，并允许获取其后台渲染表面：

 

bool CTexture2D::CreateRenderTarget(UINT SizeX, UINT SizeY)
{
    // 创建渲染贴图
    HRESULT hr;
    hr = D3DXCreateTexture(g_pD3DDevice, SizeX, SizeY, 1,
        D3DUSAGE_RENDERTARGET, D3DFMT_A8R8G8B8, D3DPOOL_DEFAULT, &m_pTexture);
    if(FAILED(hr))
        return false;
    m_Width  = SizeX;
    m_Height = SizeY;
    m_SurRect.top    = 0;
    m_SurRect.left   = 0;
    m_SurRect.right  = m_Width;
    m_SurRect.bottom = m_Height;
    return true;
}

bool CTexture2D::GetRenderSurface(IDirect3DSurface9** pOutSurface)
{
    // 获得贴图的渲染表面
    HRESULT hr;
    hr = m_pTexture->GetSurfaceLevel(0, pOutSurface);
    if(FAILED(hr))
        return false;
    else
        return true;
}

 

之后，就可以着手构建我们的CBloomEffect效果类了：

 

/*-------------------------------------

代码清单：BloomEffect.h
来自：http://www.cnblogs.com/kenkao

-------------------------------------*/

#include "D3DEffect.h"
#include "Texture2D.h"

#pragma once

// Bloom参数体
typedef struct _BloomParam
{
    char*  _Name;              // Bloom特效名称
    float  _BloomThreshold;    // 饱和度
    float  _BlurAmount;        // 模糊程度
    float  _BloomIntensity;    // 模糊剧烈度
    float  _BaseIntensity;     // 原始剧烈度
    float  _BloomSaturation;   // 模糊饱和度
    float  _BaseSaturation;    // 原始饱和度
    _BloomParam(){}
    _BloomParam(char* name, float bloomThreshold, float blurAmount,
        float bloomIntensity, float baseIntensity,
        float bloomSaturation, float baseSaturation)
    {
        _Name = name;  _BloomThreshold = bloomThreshold; _BlurAmount = blurAmount;
        _BloomIntensity = bloomIntensity;   _BaseIntensity = baseIntensity;
        _BloomSaturation = bloomSaturation; _BaseSaturation = baseSaturation;
    }

}BloomParam;

class CBloomEffect
{
public:
    CBloomEffect(void);
    ~CBloomEffect(void);
public:
    void Create();       // 创建Bloom特效
    void Release();      // 释放Bloom特效
    void DrawScene();    // 场景绘制
    void Begin();        // 开启Bloom
    void End();          // 关闭Bloom
public:
    void        SetParam(BloomParam* pParam){m_pParam = pParam;}  // 参数体设置
    BloomParam* GetParam()                  {return m_pParam;}    // 参数体获取
private:
    void PostScene();                   // Bloom场景投递
    void PostSurface(                   // 应用特效投递贴图到特定缓存表面，本质就是将一个贴图应用Shader之后的效果写入另一个贴图
         CTexture2D* pTexture,          // 后台纹理
         IDirect3DSurface9* pSurface,   // 渲染表面
         CD3DEffect* pEffect);          // 目标特效
    bool LoadContent();                 // 加载内容
    bool GetSurfaces();                 // 获取渲染表面
private:
    float ComputeGaussian(float n);                 // 计算高斯模糊参数
    void  SetBlurEffectParam(float dx, float dy);   // 计算偏移数组及权重数组
private:
    CD3DEffect* m_pBloomExtractEffect;  // Bloom依次用到的三个特效
    CD3DEffect* m_pGaussianBlurEffect;
    CD3DEffect* m_pBloomCombineEffect;
private:
    CTexture2D*        m_pResolveTarget;   // 原始贴图
    CTexture2D*        m_pTexture1;        // 模糊贴图
    CTexture2D*        m_pTexture2;        // 临时模糊贴图
    IDirect3DSurface9* m_pResolveSurface;  // 原始贴图渲染表面
    IDirect3DSurface9* m_pSurface1;        // 模糊贴图渲染表面
    IDirect3DSurface9* m_pSurface2;        // 临时贴图渲染表面
    IDirect3DSurface9* m_pOriSurface;      // 初始渲染表面
private:
    BloomParam* m_pParam;                  // Bloom参数体
};

 

BloomEffect.cpp

 

该类共产生了3个渲染表面，并在渲染过程中发生了相互叠加，嗯…有点混乱…

我们不妨来看一看每个步骤所得到的渲染效果，而后再针对4个步骤进行分析。如下是我在渲染过程中提取的效果图：

有了这个流程图，大家的思路是不是清晰了一些呢？下面，大家结合这个流程图来分析各个步骤：

第一步：

应用BloomExtract特效提取原始场景贴图m_pResolveTarget中较明亮的颜色绘制到m_pTexture1贴图中(m_pResolveTarget--->m_pTexture1)

第二步：

应用GaussianBlur特效，在m_pTexture1贴图基础上进行横向高斯模糊到m_pTexture2贴图(m_pTexture1--->m_pTexture2)

第三步：

再次应用GaussianBlur特效，在横向模糊之后的m_pTexture2贴图基础上进行纵向高斯模糊，得到最终的模糊贴图m_pTexture1(m_pTexture2--->m_pTexture1)

注意：此时，m_pTexture1贴图即为最终的模糊效果贴图

如果大家不明白高斯模糊的内部原理，可以参看老师为大家翻译的这篇文章：http://shiba.hpe.sh.cn/jiaoyanzu/WULI/showArticle.aspx?articleId=518&classId=4

第四步：

应用BloomCombine特效，叠加原始场景贴图m_pResolveTarget及两次模糊之后的场景贴图m_pTexture1，从而实现发光效果(m_pResolveTarget+m_pTexture1)

怎么样？大家明白了吗？呵呵~

 

我们来看主体代码：

D3DGame.cpp

 

对Bloom参数体各个成员变量数值进行交叉组合，则我们可以得到一系列不同的Bloom效果：

 

 

 

 

还在羡慕那些专业游戏中美轮美奂的后期特效吗？现在我们也有能力实现了~ 大家赶快动手尝试一下吧 ^ ^

以上，谢谢~