Trees in environment
Aby zasymulować środowisko wykorzystamy voxel space. W środowisku będziemy rozpatrywać tylko jedną cechę - zacienienie.
Klasa Environment
Klasa environment zawiera voxel space z informacją o zacienieniu.
addShadow
Funkcja addShadow zwiększa wartość cienia w zadanej pozycji. Następnie przechodzi w pentlach w dół, zmniejszając z każdym poziomem siłę cienia, ale zwiększając szerokość oddziałowywania.
for(int j = (int)voxelPosition.y; j >= 0; j--){ for(int i = (int)voxelPosition.x-rotj; i <= (int)voxelPosition.x+rotj; i++) { for(int k = (int)voxelPosition.z-rotj; k <= (int)voxelPosition.z+rotj; k++) { float secondaryStrength = 1.0f*strength; secondaryStrength = secondaryStrength / ((Mathf.Abs(k-(int)voxelPosition.z) + 1 + Mathf.Abs(i-(int)voxelPosition.x))/8.0f); (...) } }}shadowStrength
Zwraca siłę cienia w zadanej pozycji
inVoxelSpace
Sprawdza, czy dane współrzędne się mieszczą w voxel space
xxxxxxxxxxbool inVoxelSpace(int a, int b, int c) { return (a<sizeX&&a>=0&&b<sizeY&&b>=0&&c<sizeZ&&c>=0); }positionInVoxel i positionInWorld
x public Vector3 positionInVoxel(Vector3 positionInWorld) { Vector3 voxelPosition = new Vector3(0.0f,0.0f,0.0f); positionInWorld -= gameObject.GetComponent<Transform>().position; voxelPosition.x = (int)(0.5f + (positionInWorld.x / voxelSize)); voxelPosition.y = (int)(0.5f + (positionInWorld.y / voxelSize)); voxelPosition.z = (int)(0.5f + (positionInWorld.z / voxelSize)); return voxelPosition; } public Vector3 positionInWorld(Vector3 positionInVoxel) { return positionInVoxel*voxelSize+gameObject.GetComponent<Transform>().position; }
Zadanie 1
Otwórz Unity Project, wersję na te ćwiczenia. Następnie otwórz scenę "Pipe Model"
Do objektu shadowBox jest przypięty skrypt Cast Shadow. Otwórz ten skrypt.
Zmodyfikuj skrypt, tak aby ten obiekt rzucał cień w dół.
- Wykorzystaj funkcję środowiska (Environment)
- public void addShadow(Vector3 position, sbyte strength) // ujemna siła, aby usunąć
Zadanie 2
W objekcie inShadow jest skrypt receiveShadow
Zmodyfikuj skrypt - jak na ten objekt spadnie cień, to zmień materiał
- Wykorzystaj funkcję środowiska (Environment)
- public byte shadowStrength(Vector3 pos)
Zadanie 3
Wybierz objekt tree (001)
Jeśli nie jest ustawione, to ustaw odpowiednią ścieżkę (L-System Path) do ShadowModel.txt
Uruchom grę i przejdź kilka kroków (Load File na start i Evaluate - krok)
Gałęzie w cieniu nadal się rozwijają. Wylicz zacienienie do L-Systemu
Skrypt TurtleLSystemEnvironment, funkcja lightDirection (20 linijka), od 38 linijki
Zacienienie mierzymy w prostopadłościanie wokół obecnego elementu +
Trees in environment
Aby zasymulować środowisko wykorzystamy voxel space. W środowisku będziemy rozpatrywać tylko jedną cechę - zacienienie.
Klasa Environment
Klasa environment zawiera voxel space z informacją o zacienieniu.
addShadow
Funkcja addShadow implementuje metodę shadow propagation. Najpierw zwiększa wartość cienia w zadanej pozycji. Następnie przechodzi w pentlach w dół, zmniejszając z każdym poziomem siłę cienia, ale zwiększając szerokość oddziałowywania.
for(int j = (int)voxelPosition.y; j >= 0; j--){for(int i = (int)voxelPosition.x-rotj; i <= (int)voxelPosition.x+rotj; i++){for(int k = (int)voxelPosition.z-rotj; k <= (int)voxelPosition.z+rotj; k++){float secondaryStrength = 1.0f*strength;secondaryStrength = secondaryStrength / ((Mathf.Abs(k-(int)voxelPosition.z) + 1 + Mathf.Abs(i-(int)voxelPosition.x))/8.0f);(...)}}}shadowStrength
Zwraca siłę cienia w zadanej pozycji
inVoxelSpace
Sprawdza, czy dane współrzędne się mieszczą w voxel space
bool inVoxelSpace(int a, int b, int c){return (a<sizeX&&a>=0&&b<sizeY&&b>=0&&c<sizeZ&&c>=0);}positionInVoxel i positionInWorld
public Vector3 positionInVoxel(Vector3 positionInWorld){Vector3 voxelPosition = new Vector3(0.0f,0.0f,0.0f);positionInWorld -= gameObject.GetComponent<Transform>().position;voxelPosition.x = (int)(0.5f + (positionInWorld.x / voxelSize));voxelPosition.y = (int)(0.5f + (positionInWorld.y / voxelSize));voxelPosition.z = (int)(0.5f + (positionInWorld.z / voxelSize));return voxelPosition;}public Vector3 positionInWorld(Vector3 positionInVoxel){return positionInVoxel*voxelSize+gameObject.GetComponent<Transform>().position;}Zadanie 1
Otwórz Unity Project, wersję na te ćwiczenia. Następnie otwórz scenę "Pipe Model"
Do objektu shadowBox jest przypięty skrypt Cast Shadow. Otwórz ten skrypt.
Zmodyfikuj skrypt, tak aby ten obiekt rzucał cień w dół.
- Wykorzystaj funkcję środowiska (Environment)
- public void addShadow(Vector3 position, sbyte strength) // ujemna siła, aby usunąć (Vector3 position to pozycja shadowBox)
Zadanie 2
W objekcie inShadow jest skrypt receiveShadow
Zmodyfikuj skrypt - jak na ten objekt spadnie cień, to zmień materiał na inShadow, jak nie będzie w cieniu, to na noShadow
- Wykorzystaj funkcję środowiska (Environment)
- public byte shadowStrength(Vector3 pos)
Zadanie 3
Wybierz objekt tree (001)
Jeśli nie jest ustawione, to ustaw odpowiednią ścieżkę (L-System Path) do ShadowModel.txt
Uruchom grę i przejdź kilka kroków (Load File na start i Evaluate - krok)
Gałęzie w cieniu nadal się rozwijają. Wylicz zacienienie do L-Systemu
Skrypt TurtleLSystemEnvironment, funkcja lightDirection (20 linijka), od 38 linijki
Zacienienie mierzymy w prostopadłościanie wokół obecnego elementu (2*lookForLightLength x lookForLightLength x 2*lookForLightLength)
Transformacja z obecną pozycją (transformation*resultTransformation) -funkcja transformacja.ExtractPosition() zwraca pozycję dla transformacji
Wyślij wartość zacienienia do L-Systemu
xxxxxxxxxx#ignore + - \ / ^ &#axiomS(0,0)#rulesS(a,c) : c>=50 -> S(a+1,0)S(a,c) : c<50 -> G\(90)[-S(0,0)]S(0,0)- L-System będzie odczytywał jako cień drugą wartość - dla S(a, c) to będzie c
- node.literal.values jest tablicą z wartościami L-Systemu
Zadanie 4
- Dodaj do objektu Environment więcej drzew (Trees) i zobacz jak drzewa wpływają na siebie nawzajem
- Napisz skrypt, który utworzy 9 drzew (3x3) rozmieszczonych co równą odległość
- Zobacz jak się w takim układzie rozwijają
Zadanie 5 - domowe
Wybierz zdjęcie dowolnego drzewa (każdy inne) i stwórz L-System podobny do tego drzewa, ale zależny od cienia
Do rozwiązania dodaj zdjęcie drzewa i zdjęcie odtworzonego drzewa. L-System nazwij imięnazwiskoShadow.
Wyślij wartość zacienienia do L-Systemu
#ignore + - \ / ^ &#axiomS(0,0)#rulesS(a,c) : c>=50 -> S(a+1,0)S(a,c) : c<50 -> G\(90)[-S(0,0)]S(0,0)- L-System będzie odczytywał jako cień drugą wartość - dla S(a, c) to będzie c
- node.literal.values jest tablicą z wartościami L-Systemu
Zadanie 4
- Dodaj do objektu Environment więcej drzew (Trees) i zobacz jak drzewa wpływają na siebie nawzajem
- Napisz skrypt, który utworzy 9 drzew (3 wiersze i 3 kolumny) rozmieszczonych co równą odległość, przetestuj różne odległości
- Zobacz jak się w takim układzie rozwijają
Zadanie 5 - domowe
Zintegruj L-System pipe model z wcześniejszych ćwiczeń z obsługą cienia
Napisz L-System, który modeluje wybrany przez ciebie kształt drzewa. Kształt ma być twój indywidualny, ale możesz się wspomóc:
http://www.algorithmicbotany.org/papers/abop/abop.pdf