尝试使用Java2D在平铺的2D等距环境中实现动态照明

Question

我正在为我正在编写的Java2D等距游戏编写一些照明代码 - 我找到了一些我想尝试实现的算法 - 其中一个我在这里找到：

here

问题是这种算法需要一些最佳的像素着色效果，而我还没有找到通过Java2D实现的方法。最好是某种方法通过图形硬件，但如果不可能 - 至少是一种在软件中快速达到同样效果的方法。

如果那是不可能的，有人可以指导我使用Java2D的更优化算法吗？我考虑过每瓦片照明 - 但我发现drawPolygon方法不是硬件加速的，因此执行速度非常慢。

我想尝试避免本机依赖项或小程序中提升权限的要求。

由于

Answer 1

自从我发布这个问题以来，我做了很多研究 - 有很多选择，JavaFX确实打算（在以后的版本中）为感兴趣的人提供自己的着色器语言。还有一个允许您将自己的着色器加载到GPU上的LWJGL。

然而，如果您陷入Java2D（就像我一样），仍然可以在等距游戏中实现照明，这只是一个尴尬的问题。因为你无法在每像素级别上执行灯光着色。

外观如何：

我已经实现了（高度抛光 - 经过一些抛光后，我可以向你保证它看起来很棒）投射阴影的效果，对光照贴图进行深度排序，以及在不降低帧速率的情况下应用光照。以下是它的外观：

你会在这个屏幕上看到一个漫射光（没有阴影但是这一步我说的相对容易与到达那里的步骤相比）投射阴影 - 实体背后的区域在光线的范围内阻挡光线通过 BUT 的最大下降被遮蔽为环境光，但实际上这个区域被传递给灯光呈现常规地考虑已发生的阻塞量，以便光线可以施加更漂亮的梯度（或某种褪色效果）。

漫反射光照的当前实现只是简单地将遮挡区域渲染为环境颜色，并将非遮挡区域渲染为光的颜色 - 显然，尽管您已经进一步应用了褪色效果光（执行的那部分我还没有完成 - 但正如我所说的那样相对容易。）

我是怎么做到的： 我不保证这是最优化的方法，但对于那些感兴趣的人：

基本上，这种效果是通过使用大量的Java形状操作来实现的 - 使用VolatileImage可以加速光照贴图的渲染。

生成光照贴图时，渲染例程执行以下操作：

1. 创建一个Area对象，其中包含一个覆盖的Rectangle 整个屏幕。此区域将包含您的环境 照明。

2. 然后在灯光中反复询问他们的情况 如果路上没有障碍物，那么光铸区就会出现。

3. 它接受此区域对象并在世界中搜索Actors \ Tiles 包含在该区域内的灯光将投射在其中。

4. 对于发现在光线投射区域遮挡视线的每块瓷砖，它将计算光源位置和障碍物的差异。 位置（基本上创建一个指向 AT 的向量 来自光源的阻碍 - 这是你想投射阴影的方向）这个指向矢量（在世界上 空间）需要转换为屏幕空间。

5. 一旦完成，就会采取垂直于该向量的方法 标准化。这基本上为您提供了一条可以旅行的路线 通过乘以任何给定的长度来向下行进给定的方向。这个向量是 垂直于你想要投射阴影的方向。

6. 几乎完成后，您构建一个由四个点组成的多边形。 前两个点位于屏幕坐标的基础上 你的障碍的中心点。要得到第一点，你想要 向上移动你的垂直向量（以5计算）的数量 你的瓷砖高度的一半[这是相对准确的 近似虽然我认为这部分算法略有不同 不正确 - 但它没有明显的视觉效果衰减] - 然后当然增加了障碍物的起源。得到的 第二，你做同样的事情，而是往下走。

7. 两点的其余部分以完全相同的方式计算 - 只有这些点需要朝向方向向外投射 你的阴影投影向量是在4中计算出来的。你可以选择任意大量投射向外投射 - 只要它至少到达你光线投射区域之外（所以如果你只是想要做它愚蠢地将你的阴影投影向量乘以因子10，你应该是安全的）

8. 从刚构建的这个多边形构建一个区域，然后 调用＆＃34; intersect＆＃34;将你的光照区域作为第一个方法 参数 - 这将确保您的阴影区域无法到达 在灯光投射区域的范围之外。

9. 从你的光线中减去你所构造的阴影区域 以上。此时你现在有两个区域 - 区域 灯光投射通畅，光线投射的区域 阻碍 - 如果你的演员有能见度障碍因素 您曾经确定某个特定演员正在阻挠 视图 - 你也有它阻碍视图的等级 您可以稍后在绘制光效时进行应用（这将允许您在更暗的\更明亮的阴影之间进行选择，具体取决于遮挡的光线数量

10. 减去您在（1）中构建的环境光区域  光线区域和遮挡的光线区域使您无法应用  环境光线到照明效果将接管的区域  并渲染成

现在您需要将光照贴图与深度缓冲世界的渲染例程合并

既然您已经渲染了光照贴图并且它包含在易变图像中，您需要将其投入到您的世界渲染例程和深度排序算法中。由于后缓冲区和光照贴图都是易失性图像，因此在世界范围内渲染光照贴图是相对最佳的。

你需要构建一个多边形，它本质上是一个条带，包含你的世界瓷砖的垂直条纹将被渲染到的内容（看看我的屏幕截图，你会看到一系列细对角线分隔这些条带这些条是我所指的。您可以逐条渲染此光照贴图的某些部分（在您渲染该条带中的最后一个图块后将其渲染到条带上 - 显然 - 必须在上应用光照贴图地图）。您可以使用相同的图像映射，只需将该条带用作图形的剪辑 - 您需要在每个条带渲染时将该条带多边形向下转换。

无论如何，就像我说的那样，我并不保证这是最优化的方式 - 但到目前为止它对我来说还是很好。 光照贴图应用于p