Microsoft DirectX 9.0 SDK (December 2004)
シェーダーモデル 2.0
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Microsoft Visual Studio .NET 2003 Microsoft DirectX 9.0 SDK (December 2004) シェーダーモデル 2.0 |
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今回はブラーフィルターをやります。
ブラーフィルターはレンダリングした画面にぼかしをかけるエフェクトです。他のエフェクトの基本となる結構重要なエフェクトです。
まあブラーフィルター単品で使用することはあまりないと思います。
---BlurFilter.fx---
float m_TU; //TU方向の隣のテクセル位置
float m_TV; //UV方向の隣のテクセル位置
sampler s0 : register(s0); //ブラーをかける元となるテクスチャー
struct VS_OUTPUT
{
float4 Pos : POSITION;
float2 Tex : TEXCOORD0;
};
VS_OUTPUT VS( float4 Pos : POSITION,
float2 Tex : TEXCOORD0 )
{
VS_OUTPUT Out;
Out.Pos = Pos; //行列変換しないのでそのままピクセルシェーダーに渡す
Out.Tex = Tex;
return Out;
}
float4 PS( VS_OUTPUT In ) : COLOR0
{
//テクセルを取得
float2 Texel0 = In.Tex + float2( -m_TU, 0.0f );
float2 Texel1 = In.Tex + float2( +m_TU, 0.0f );
float2 Texel2 = In.Tex + float2( 0.0f, +m_TV );
float2 Texel3 = In.Tex + float2( 0.0f, -m_TV );
float2 Texel4 = In.Tex + float2( -m_TU, -m_TV );
float2 Texel5 = In.Tex + float2( +m_TU, -m_TV );
float2 Texel6 = In.Tex + float2( -m_TU, +m_TV );
float2 Texel7 = In.Tex + float2( +m_TU, +m_TV );
//取得したテクセル位置のカラー情報を取得する。
//それぞれのカラー値にウェイトをかけている。このウェイト値はすべての合計が 1.0f になるように調整する。
float4 p0 = tex2D( s0, In.Tex ) * 0.2f;
float4 p1 = tex2D( s0, Texel0 ) * 0.1f;
float4 p2 = tex2D( s0, Texel1 ) * 0.1f;
float4 p3 = tex2D( s0, Texel2 ) * 0.1f;
float4 p4 = tex2D( s0, Texel3 ) * 0.1f;
float4 p5 = tex2D( s0, Texel4 ) * 0.1f;
float4 p6 = tex2D( s0, Texel5 ) * 0.1f;
float4 p7 = tex2D( s0, Texel6 ) * 0.1f;
float4 p8 = tex2D( s0, Texel7 ) * 0.1f;
//カラーを合成する
return p0 + p1 + p2 + p3 + p4 + p5 + p6 + p7 + p8;
}
technique TShader
{
pass P0
{
VertexShader = compile vs_1_1 VS();
PixelShader = compile ps_2_0 PS();
}
}
レンダリングした画像をぼかします。ぼかすアルゴリズムはまあいろいろありますが、ここでは現在のピクセル位置とその周囲１ピクセル分を合成することによりぼかしをかけてます。
計算方法は、他にもいっぱいあるのでPCスペックと相談しながらいろいろ試行錯誤してみてください。
---BlurFilter.h---
class BLURFILTER1 : public D3D2DSQUARE
{
private:
LPD3DXEFFECT m_pEffect;
D3DXHANDLE m_pTechnique, m_pTU, m_pTV;
LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice;
public:
BLURFILTER1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, D3DPRESENT_PARAMETERS* pd3dParameters );
BLURFILTER1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, UINT Width, UINT Height );
~BLURFILTER1();
void Invalidate();
void Restore();
HRESULT Load();
void SetTexel( float TU, float TV );
void Render();
BOOL IsOK();
LPD3DXEFFECT GetEffect(){ return m_pEffect; };
};
---BlurFilter.cpp---
BLURFILTER1::BLURFILTER1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, D3DPRESENT_PARAMETERS* pd3dParameters ) : D3D2DSQUARE( pd3dDevice, pd3dParameters )
{
m_pd3dDevice = pd3dDevice;
m_pEffect = NULL;
}
BLURFILTER1::BLURFILTER1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, UINT Width, UINT Height ) : D3D2DSQUARE( pd3dDevice, Width, Height )
{
m_pd3dDevice = pd3dDevice;
m_pEffect = NULL;
}
BLURFILTER1::~BLURFILTER1()
{
//SafeReleaseは関数ではなくマクロ
//#define SafeRelease(x) { if(x) { (x)->Release(); (x)=NULL; } }
SafeRelease( m_pEffect );
}
void BLURFILTER1::Invalidate()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->OnLostDevice();
}
void BLURFILTER1::Restore()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->OnResetDevice();
}
HRESULT BLURFILTER1::Load()
{
D3DCAPS9 caps;
HRESULT hr;
m_pd3dDevice->GetDeviceCaps( &caps );
if( caps.VertexShaderVersion >= D3DVS_VERSION( 1, 1 ) && caps.PixelShaderVersion >= D3DPS_VERSION( 2, 0 ) )
{
hr = D3D2DSQUARE::Load();
if( FAILED( hr ) )
return -1;
//シェーダーの初期化
LPD3DXBUFFER pErr = NULL;
hr = D3DXCreateEffectFromFile( m_pd3dDevice, _T("BlurFilter.fx"), NULL, NULL, 0, NULL, &m_pEffect, &pErr );
if( FAILED( hr ) )
return -2;
m_pTechnique = m_pEffect->GetTechniqueByName( "TShader" );
m_pTU = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_TU" );
m_pTV = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_TV" );
//１テクセルの大きさをセット
float TU = 1.0f / D3D2DSQUARE::GetWidth();
float TV = 1.0f / D3D2DSQUARE::GetHeight();
m_pEffect->SetFloat( m_pTU, TU );
m_pEffect->SetFloat( m_pTV, TV );
m_pEffect->SetTechnique( m_pTechnique );
}
else
{
return -3;
}
return S_OK;
}
void BLURFILTER1::SetTexel( float TU, float TV )
{
if( m_pEffect )
{
m_pEffect->SetFloat( m_pTU, TU );
m_pEffect->SetFloat( m_pTV, TV );
}
}
void BLURFILTER1::Render()
{
if( m_pEffect )
{
m_pEffect->Begin( NULL, 0 );
m_pEffect->BeginPass( 0 );
D3D2DSQUARE::Render(); //2Dスプライトのレンダリング
m_pEffect->EndPass();
m_pEffect->End();
}
}
BOOL BLURFILTER1::IsOK()
{
if( m_pEffect == NULL )
return FALSE;
return TRUE;
}
ブラーフィルターシェーダーを制御するクラスです。D3D2DSQUAREクラスを継承しています。これはスクリーン全体を覆う、２Ｄスプライトオブジェクトです。詳細は表面化散乱(Subsurface Scattering)を参照してください。
---Main.cpp---
LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice = NULL;
D3DPRESENT_PARAMETERS m_d3dParameters;
//シーンのメッシュ
//DirectX SDK(December 2004) に添付されているDXUTMesh.cppファイルにあるヘルパークラス群
CDXUTMesh* m_pMeshBack = NULL;
//2Dオブジェクト(表面化散乱(Subsurface Scattering) ページ参照)
D3D2DSQUARE* m_pSqu1Back = NULL;
//ブラーフィルタークラスの宣言
BLURFILTER1* m_pBlurFilter1 = NULL;
//シーンをレンダリングするときに使用するサーフェイスの宣言
LPDIRECT3DTEXTURE9 m_pBackBufferTexture;
LPDIRECT3DSURFACE9 m_pBackBufferSurface;
//バックバッファの解像度
UINT nWidth = 1024;
UINT nHeight = 768;
D3DXVECTOR4 LightPos = D3DXVECTOR4( 0.0f, 40.0f, -70.0f, 1.0f );
D3DXVECTOR4 LightDir;
D3DXVECTOR4 EyePos = D3DXVECTOR4( 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f );
bool RenderOK = false;
int APIENTRY WinMain( HINSTANCE hInstance,
HINSTANCE /*hPrevInstance*/,
LPSTR /*lpCmpLine*/,
INT /*nCmdShow*/)
{
char* AppName = "Tutrial";
MSG msg;
ZeroMemory(&msg, sizeof(MSG));
HWND hWnd = NULL;
WNDCLASSEX wc;
wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wc.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW;
wc.lpfnWndProc = (WNDPROC)WndProc;
wc.cbClsExtra = 0;
wc.cbWndExtra = sizeof(DWORD);
wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wc.hIcon = NULL;
wc.hIconSm = NULL;
wc.lpszMenuName = NULL;
wc.lpszClassName = AppName;
wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject( BLACK_BRUSH );
wc.hInstance = hInstance;
RegisterClassEx(&wc);
//****************************************************************
//ここでウィンドウの作成処理
//****************************************************************
//****************************************************************
//ここでDirect3Dの初期化を行う。
//****************************************************************
//メッシュの初期化
m_pMeshBack = new CDXUTMesh();
m_pMeshBack->Create( m_pd3dDevice, _T("res\\01.x") );
m_pMeshBack->SetFVF( m_pd3dDevice, D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1 );
//2Dオブジェクトの初期化
m_pSqu1Back = new D3D2DSQUARE( m_pd3dDevice, &m_d3dParameters );
m_pSqu1Back->Load();
//ブラーフィルタークラスのロード
m_pBlurFilter1 = new BLURFILTER1( m_pd3dDevice, &m_d3dParameters );
m_pBlurFilter1->Load();
LightDir = D3DXVECTOR4( -LightPos.x, -LightPos.y, -LightPos.z, 0.0f );
D3DXVec3Normalize( (D3DXVECTOR3*)&LightDir, (D3DXVECTOR3*)&LightDir );
RenderOK = true;
Restore();
::ShowWindow(hWnd, SW_SHOW);
::UpdateWindow(hWnd);
do
{
if( ::PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) )
{
::TranslateMessage(&msg);
::DispatchMessage(&msg);
}
else
{
if( MainLoop(hWnd) == FALSE )
::DestroyWindow( hWnd );
}
}while( msg.message != WM_QUIT );
::UnregisterClass( AppName, hInstance );
return msg.wParam;
}
//デバイスのリセット前に開放すべきオブジェクト
void Invalidate()
{
m_pBlurFilter1->Invalidate();
SafeRelease( m_pBackBufferSurface );
SafeRelease( m_pBackBufferTexture );
}
//デバイスのリセット後に初期化すべきオブジェクト
void Restore()
{
m_pBlurFilter1->Restore();
m_pd3dDevice->CreateTexture( nWidth,
nHeight,
1,
D3DUSAGE_RENDERTARGET,
D3DFMT_A8R8G8B8,
D3DPOOL_DEFAULT,
&m_pBackBufferTexture,
NULL );
m_pBackBufferTexture->GetSurfaceLevel( 0, &m_pBackBufferSurface );
//固定機能パイプラインライティングを設定する
D3DLIGHT9 Light;
ZeroMemory(&Light, sizeof(D3DLIGHT9));
Light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL;
Light.Direction = D3DXVECTOR3( LightDir.x, LightDir.y, LightDir.z );
Light.Ambient = D3DXCOLOR( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f );
Light.Diffuse = D3DXCOLOR( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f );
Light.Specular = D3DXCOLOR( 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f );
m_pd3dDevice->SetLight(0, &Light);
m_pd3dDevice->LightEnable(0, TRUE);
D3DMATERIAL9 Material;
ZeroMemory( &Material, sizeof( Material ) );
Material.Diffuse.r = 1.0f;
Material.Diffuse.g = 1.0f;
Material.Diffuse.b = 1.0f;
Material.Diffuse.a = 1.0f;
m_pd3dDevice->SetMaterial( &Material );
}
BOOL MainLoop()
{
HRESULT hr;
//レンダリング不可能
if( RenderOK == false )
{
hr = m_pd3dDevice->TestCooperativeLevel();
switch( hr )
{
//デバイスは消失しているがReset可能
case D3DERR_DEVICENOTRESET:
//開放
Invalidate();
//デバイスをリセットする
hr = m_pd3dDevice->Reset( &m_d3dParameters );
switch( hr )
{
//デバイスロスト
case D3DERR_DEVICELOST:
break;
//内部ドライバーエラー
case D3DERR_DRIVERINTERNALERROR:
return FALSE;
break;
//メソッドの呼び出しが無効です
case D3DERR_INVALIDCALL:
return FALSE;
break;
case S_OK:
//初期化
Restore();
RenderOK = true;
}
break;
}
}
//レンダリング可能
else
{
//バックバッファを退避する
LPDIRECT3DSURFACE9 OldSurface = NULL;
m_pd3dDevice->GetRenderTarget( 0, &OldSurface );
//メッシュをレンダリングするためのレンダーターゲットサーフェイスをセットする
m_pd3dDevice->SetRenderTarget( 0, m_pBackBufferSurface );
m_pd3dDevice->Clear( 0L, NULL,
D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER,
0x0,
1.0f,
0L);
m_pd3dDevice->BeginScene();
D3DXMATRIX matProj, matView, matWorld;
//射影座標変換
D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &matProj,
D3DX_PI/4.0f,
4.0f / 3.0f,
0.1f,
210.0f );
m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION, &matProj );
//ビュー座標変換
D3DXMatrixIdentity( &matView );
m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW, &matView );
//ワールド座標変換
D3DXMatrixIdentity( &matWorld );
m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &matWorld );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MIPFILTER, D3DTEXF_NONE );
//固定機能パイプラインにより背景をレンダリング
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshBack->m_pTextures[0] );
m_pMeshBack->m_pLocalMesh->DrawSubset(0);
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshBack->m_pTextures[1] );
m_pMeshBack->m_pLocalMesh->DrawSubset(1);
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshBack->m_pTextures[2] );
m_pMeshBack->m_pLocalMesh->DrawSubset(2);
//レンダーターゲットをバックバッファに戻す
m_pd3dDevice->SetRenderTarget( 0, OldSurface );
SafeRelease( OldSurface );
//テクセルの範囲 (0.0, 1.0) の外側のテクセル座標を、それぞれ、0.0 と 1.0 のテクスチャ色に設定する。
//現在のピクセルの外側のぼかす領域を参照するため必ずCLAMPに設定するようにする
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSU, D3DTADDRESS_CLAMP );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSV, D3DTADDRESS_CLAMP );
//Zバッファへの書き込みを有効にしたままのとき、このあとレンダリングするオブジェクトがレンダリングされなくなる
//多分２ＤオブジェクトをD3DFVF_XYZRHWでレンダリングするためZバッファに 0.0f で上書きされるのが原因だと思うのでZバッファを使用しないようにする
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ZENABLE, D3DZB_FALSE );
//バックバッファをテクスチャーステージ０にセットする
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pBackBufferTexture );
//ブラーフィルターを適応する
m_pBlurFilter1->Render();
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSU, D3DTADDRESS_WRAP );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSV, D3DTADDRESS_WRAP );
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ZENABLE, D3DZB_TRUE );
m_pd3dDevice->EndScene();
hr = m_pd3dDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL );
//デバイスロストのチェック
switch( hr )
{
//デバイスロスト
case D3DERR_DEVICELOST:
RenderOK = false;
break;
//内部ドライバーエラー
case D3DERR_DRIVERINTERNALERROR:
return FALSE;
break;
//メソッドの呼び出しが無効です
case D3DERR_INVALIDCALL:
return FALSE;
break;
}
}
return TRUE;
}
以上です。でもってレンダリング結果はこのようになります。
左がブラーなし、右が２０回ブラーをかけた画像です(上記のソースをそのまま使用した場合１回しかぼかしません)。ぼけているのが確認できると思います。しかし２０回かけてこの程度のぼけ具合では使えませんな。重くなるし。
さて、今回の処理はシェーダー使わなくてもできます。簡単に説明すると
１．バックバッファの解像度より小さい、縮小バッファにシーンをレンダリングする。
２．縮小バッファをテクスチャーフィルターをLINEARに設定してバックバッファにレンダリングする。
です。この方が使用するサーフェイスのサイズが小さい分負荷が小さくなるのですが、縮小バッファを使用する性質上情報量が少なくなり、期待する結果が得られないかもしれません。 まあこの辺の判断はアプリケーションしだいなので。