Microsoft Visual Studio .NET 2003
 Microsoft DirectX 9.0 SDK (December 2004)
 シェーダーモデル 1.1

■ネガポジ反転シェーダー Prev  Top  Next
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2009/01/10: デバイスロスト対応

ドメイン

今回は、ポストエフェクトの一種、ネガポジ反転をやります。

 
右がネガポジ反転処理を行った画像です。心理描写で恐怖を感じているときの表現でよく使用されます。 やり方は、簡単なので解説もなしでいいでしょう。

ではソースを見ていきます。

---Nega1.fx---


sampler tex0 : register(s0);   //オブジェクトのテクスチャー

//****************************************************************
//バーテックスシェーダー
//****************************************************************
//バーテックスシェーダーからピクセルシェーダーへ渡すための構造体
struct VS_OUTPUT
{
   float4 Pos   : POSITION;
   float2 Tex   : TEXCOORD0;
};
VS_OUTPUT VS( float4 Pos     : POSITION,
              float4 Col     : COLOR0,
              float2 Tex     : TEXCOORD0 )
{
   VS_OUTPUT Out;
   
   Out.Pos = Pos;
   Out.Tex = Tex;

   return Out;
}

//****************************************************************
//ピクセルシェーダー
//****************************************************************
float4 PS( VS_OUTPUT In ) : COLOR0
{
   //テクスチャーのカラー情報
   float4 Col = tex2D( tex0, In.Tex );
   
   //ネガポジの計算
   Col.rgb = 1.0f - Col.rgb;
   
   return Col;
}

technique TShader
{
   pass P0
   {
      VertexShader = compile vs_1_1 VS();
      PixelShader  = compile ps_1_1 PS();
   }     
}

1.0f から ピクセルカラー を減算した値がネガポジ反転したカラーとなります。

---PostEffect.h---


//D3D2DSQUAREは2Dオブジェクト。詳細は表面化散乱(Subsurface Scattering) を参照
class NEGA1 : public D3D2DSQUARE
{
private:
   LPD3DXEFFECT m_pEffect;
   D3DXHANDLE m_pTechnique;
   LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice;

public:
   NEGA1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, D3DPRESENT_PARAMETERS* pd3dParameters );
   NEGA1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, UINT Width, UINT Height );
   ~NEGA1();
   void Invalidate();
   void Restore();
   HRESULT Load();
   void Render( LPDIRECT3DTEXTURE9 pTexture );
   BOOL IsOK();
   LPD3DXEFFECT GetEffect(){ return m_pEffect; };
};

---PostEffect.cpp---


NEGA1::NEGA1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, D3DPRESENT_PARAMETERS* pd3dParameters ) : D3D2DSQUARE( pd3dDevice, pd3dParameters )
{
   m_pd3dDevice = pd3dDevice;
   m_pEffect = NULL;
}

NEGA1::NEGA1( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, UINT Width, UINT Height ) : D3D2DSQUARE( pd3dDevice, Width, Height )
{
   m_pd3dDevice = pd3dDevice;
   m_pEffect = NULL;
}

NEGA1::~NEGA1()
{
   //SafeReleaseは関数ではなくマクロ
   //#define SafeRelease(x) { if(x) { (x)->Release(); (x)=NULL; } }
   SafeRelease( m_pEffect );
}

void NEGA1::Invalidate()
{
   if( m_pEffect )
      m_pEffect->OnLostDevice();
}

void NEGA1::Restore()
{
   if( m_pEffect )
      m_pEffect->OnResetDevice();
}

HRESULT NEGA1::Load()
{
   D3DCAPS9 caps;
   HRESULT hr;

   m_pd3dDevice->GetDeviceCaps( &caps );
   if( caps.VertexShaderVersion >= D3DVS_VERSION( 1, 1 ) && caps.PixelShaderVersion >= D3DPS_VERSION( 1, 1 ) )
   {
      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("Nega1.fx"), NULL, NULL, 0, NULL, &m_pEffect, &pErr );
      if( FAILED( hr ) )
         return -2;

      m_pTechnique = m_pEffect->GetTechniqueByName( "TShader" );
      m_pEffect->SetTechnique( m_pTechnique );   
   }

   else
   {
      return -3;
   }

   return S_OK;
}

void NEGA1::Render( LPDIRECT3DTEXTURE9 pTexture )
{
   if( m_pEffect && pTexture )
   {
      m_pd3dDevice->SetTexture( 0, pTexture );

      m_pEffect->Begin( NULL, 0 );
      m_pEffect->BeginPass(0);
      D3D2DSQUARE::Render();
      m_pEffect->EndPass();
      m_pEffect->End();
   }
}

BOOL NEGA1::IsOK()
{
   if( m_pEffect )
      return TRUE;

   return FALSE;
}

ネガポジ反転の制御クラスです。2Dオブジェクトの初期化とレンダリングは自分でやってください。

---Main.cpp---


LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice              = NULL;
D3DPRESENT_PARAMETERS m_d3dParameters;

D3DCAPS9 Caps;

//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;
CDXUTMesh* m_pMeshObj         = NULL;

//ランバート拡散照明クラスの宣言
LAMBERT1* m_pLambert1 = NULL;

//ネガポジ反転シェーダークラスの宣言
NEGA1* m_pNega = NULL;

//シーンのレンダリング結果を格納するサーフェイス
LPDIRECT3DTEXTURE9    m_pFullScreenTexture = NULL;
LPDIRECT3DSURFACE9    m_pFullScreenSurface = NULL;

//太陽の位置ベクトル
D3DXVECTOR4 LightPos = D3DXVECTOR4( 72.0f, 100.0f, 620.0f, 0.0f );

//平行光源の光の方向ベクトル
D3DXVECTOR4 LightDir;

//視点の位置ベクトル
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。
   //****************************************************************


   //メッシュのロード
   m_pMeshBack = new CDXUTMesh();
   m_pMeshBack->Create( m_pd3dDevice, _T("res\\01.x") );
   m_pMeshBack->SetFVF( m_pd3dDevice, D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1 );

   m_pMeshObj = new CDXUTMesh();
   m_pMeshObj->Create( m_pd3dDevice, _T("res\\tiger.x") );
   m_pMeshObj->SetFVF( m_pd3dDevice, D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1 );

   //ランバート拡散照明クラスの初期化
   m_pLambert1 = new LAMBERT1( m_pd3dDevice );
   m_pLambert1->Load();

   //ネガポジシェーダークラスの初期化
   m_pNega = new NEGA1( m_pd3dDevice, &m_d3dParameters );
   m_pNega->Load();

   
   //平行光源の位置ベクトルから方向ベクトルを計算する
   LightDir = D3DXVECTOR4( -LightPos.x, -LightPos.y, -LightPos.z, 0.0f );
   D3DXVec3Normalize( (D3DXVECTOR3*)&LightDir, (D3DXVECTOR3*)&LightDir );

   RenderOK = true;
   
   //デバイス消失後にリストアする必要があるオブジェクトの初期化
   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_pLambert1->Invalidate();
   m_pNega->Invalidate();

   SafeRelease( m_pFullScreenSurface );
   SafeRelease( m_pFullScreenTexture );
}

//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_pLambert1->Restore();
   m_pNega->Restore();

   //シーンのレンダリング結果を格納するサーフェイス
   m_pd3dDevice->CreateTexture( nWidth,
                                nHeight,
                                1,
                                D3DUSAGE_RENDERTARGET,
                                D3DFMT_A8R8G8B8,
                                D3DPOOL_DEFAULT,
                                &m_pFullScreenTexture,
                                NULL );
   m_pFullScreenTexture->GetSurfaceLevel( 0, &m_pFullScreenSurface );

   //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 );
}

//メッセージループからコールされる関数
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
   {
      //レンダーターゲットを切り替える
      m_pd3dDevice->GetRenderTarget( 0, &OldSurface );
      m_pd3dDevice->SetRenderTarget( 0, m_pFullScreenSurface );
      
      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,
                                  11.0f,
                                  220.0f );
      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 );
   
      //背景を固定機能パイプラインでレンダリング
      m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, FALSE );
      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);
      m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshBack->m_pTextures[3] );
      m_pMeshBack->m_pLocalMesh->DrawSubset(3);
      m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, TRUE );

      //とらのレンダリング
      D3DXMATRIX matScaling, matTranslation;
      D3DXMatrixScaling( &matScaling, 5.0f, 5.0f, 5.0f );
      D3DXMatrixTranslation( &matTranslation, 0.0f, -1.0f, 50.0 );
      matWorld = matScaling * matTranslation;
      m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshObj->m_pTextures[0] );
      m_pLambert1->Begin();
      m_pLambert1->SetAmbient( 0.1f );
      m_pLambert1->SetMatrix( &matWorld, &LightDir );
      m_pLambert1->BeginPass();
      m_pMeshObj->m_pLocalMesh->DrawSubset(0);
      m_pLambert1->EndPass();
      m_pLambert1->End();

   
      //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 );
   
      //ネガポジ反転し、スクリーン全体を更新する
      m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ZENABLE, D3DZB_FALSE );
      m_pNega->Render( m_pFullScreenTexture );
      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。

特に解説することもないですな。

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