模型 I/O 的天空立方体纹理初探

我最近的博文 “使用 iPad 相机控制金属反应扩散系统” 演示了在金属场景中使用 Model I/O 的程序噪声纹理。这篇文章着眼于在 SceneKit 项目中使用模型 I/O 的 MDLSkyCubeTexture 。

MDLSkyCubeTexture 以程序方式生成阳光照射天空的物理逼真模拟。它非常适合用作背景或反射贴图，令人兴奋的是，它可以与 Model I/O 的光探头结合使用，以创建照度贴图，以基于纹理照亮 3D 几何体。

作为使用 MDLSkyCubeTexture 基础知识的介绍，我创建了一个基于 SceneKit 的简单演示应用程序，其中包含一个使用天空立方体纹理作为反射贴图的旋转环面。我还应用了与场景背景相同的纹理。

创建天空立方体纹理（属于 MDLTexture 类型）非常简单。它的初始化程序需要一些基本属性：

浊度：大气中灰尘和湿度的量度。零值模拟晴朗的天空，而一值会使太阳的颜色扩散。
太阳高度：值为 0.5 表示太阳与地平线齐平，值为 1 表示太阳在头顶正上方，值为 0 表示正下方。
上层大气散射：值为 0 时会产生温暖的日落色，而值为 1 时会模拟中午的颜色。
地面反照率：光从地面反射回天空的量。值为 0 表示晴朗的天空，而值为 1 则模拟轻微的雾。

实例化立方体纹理的代码如下所示：


 let sky = MDLSkyCubeTexture(name: nil,
        channelEncoding: MDLTextureChannelEncoding.UInt8,
        textureDimensions: [Int32(160), Int32(160)],
        turbidity: 0,
        sunElevation: 0,
        upperAtmosphereScattering: 0,
    groundAlbedo: 0)

在 UIStackView 的帮助下，我在屏幕上布置了一个主 SceneKit 视图和四个用于控制这些属性的滑块。当任何滑块发生变化时，将调用 sliderChangeHandler() 来更新天空立方体纹理。

这是一个相当繁重的操作，所以我在后台线程中执行它以保持用户界面响应。但简而言之，我从各自的滑块设置了上面讨论的四个属性：


 let sky = MDLSkyCubeTexture(name: nil,
        channelEncoding: MDLTextureChannelEncoding.UInt8,
        textureDimensions: [Int32(160), Int32(160)],
        turbidity: 0,
        sunElevation: 0,
        upperAtmosphereScattering: 0,
    groundAlbedo: 0)

然后显式更新纹理：


 let sky = MDLSkyCubeTexture(name: nil,
        channelEncoding: MDLTextureChannelEncoding.UInt8,
        textureDimensions: [Int32(160), Int32(160)],
        turbidity: 0,
        sunElevation: 0,
        upperAtmosphereScattering: 0,
    groundAlbedo: 0)

从更新的纹理中，我可以获得对天空立方体 CGImage 的非托管对象引用，并将其分配给环面材质的反射属性和场景的背景属性：


 let sky = MDLSkyCubeTexture(name: nil,
        channelEncoding: MDLTextureChannelEncoding.UInt8,
        textureDimensions: [Int32(160), Int32(160)],
        turbidity: 0,
        sunElevation: 0,
        upperAtmosphereScattering: 0,
    groundAlbedo: 0)

...仅此而已！此代码是在 Xcode 7 beta 3 下编写的，并在运行 iOS 9 beta 3 的 iPad Air 2 上进行了测试。该项目的源代码可在我的 GitHub 存储库中找到。享受！

模型 I/O 的天空立方体纹理初探

相关文章