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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| 関連ページ：フォンシェーディング 法線マップ作成 |
バンプマッピングをやります。モデルの表面に微細な凸凹をいれるとき、モデリングで作成すると 手間がかかるのと頂点数が膨大になるといった問題があるため、テクスチャーにより凸凹を制御しましょうという発想です。
ティーポットの表面に「Maverick Proj」という文字が盛り上がっています。今回はフォンシェーディングによるハイライトも入れています。
最初にテクスチャーにより凸凹を制御すると書きました。実際に用意するテクスチャーは「高さマップ」または「法線マップ」です。
高さマップ(ハイトマップ)
「高さマップ」は凸凹の高さ情報が格納されています。白いほど高くなります。ペイントツールで作成してください。
法線マップ
「法線マップ」は「高さマップ」から作成します。バンプマッピング処理のために実際に参照するのはこの「法線マップ」です。作成方法は、「PhotoShop」の場合、NVIDIAサイトにある
「NVIDIA Normal Map Filter」というプラグインを使用して作成します。
プラグインの使用方法は当サイトの法線マップ作成で解説してますのでそちらを参照してください。
さてこの「法線マップ」ですが、文字通り法線情報が格納されています。法線の [X, Y, Z] が テクスチャーの [R, G, B] としてXY平面上に格納されているため 全体的に青っぽい色になっています。 注意点として法線情報は -1.0f 〜 1.0f の範囲にありますが、テクスチャーに負の数は格納できないので 0.0f 〜 1.0f の範囲に変換されて格納されています。 またテクスチャー上での原点は左上になるため Y 方向について下向きの方が正の数になっています。
プラグインにより法線マップマップを作成する方法を説明しましたが高さマップだけでも実装可能です。方法は後ほど説明します。
次にバンプマッピングの概要について説明します。
簡単に言うと上で作成した「法線マップ」を元に、ピクセル単位でモデルの法線ベクトルを動かして凸凹しているように ライティングすることです。実は結構めんどくさいです。なにがめんどくさいかというと、モデルの法線ベクトルはモデルの形状に依存しているにもかかわらず 「法線マップ」はモデルの形状に依存していない(X, Y平面状にある)ことです。したがってこのまま「法線マップ」を参照できません。 これを解決するためにライティング計算で重要な「ライトベクトル」および「視線ベクトル」を頂点座標系という座標系に変換します。 これは頂点の法線ベクトルが常に[0.0f, 0.0f, 1.0f]を向いているように座標系を変換することです。 これにより「法線マップ」を参照できるようになります。この頂点座標系への変換ですが数学的な話になってしまうので残念ながら解説できません。 興味がある方は今給黎氏の「DirectX 9 シェーダープログラミングブック」を参照してください。
難しいことをまる投げしたので概要説明を終了し、さっそくソースを見ていきます。
---BumpMap.fx---
float4x4 m_WVP; //ワールド × ビュー × 遠近射影
float4 m_LightDir; //平行光源の方向ベクトル
float4 m_EyePos; //視点位置ベクトル
float4 m_Ambient = 1.0f; //環境光
float m_Specular = 0.0f; //ハイライトの範囲
float m_SpecularPower = 0.0f; //ハイライトの強度
sampler s0 : register(s0); //オブジェクトのテクスチャー
sampler s1 : register(s1); //法線マップ
struct VS_OUTPUT
{
float4 Pos : POSITION; //頂点座標
float2 Tex : TEXCOORD0; //テクセル座標
float3 Eye : TEXCOORD1; //頂点座標系での視線方向ベクトル
float3 Light : TEXCOORD2; //頂点座標系での頂点 → ライト位置ベクトル
};
VS_OUTPUT VS( float3 Pos : POSITION, //頂点座標
float3 Tangent : TANGENT0, //接線ベクトル
float3 Binormal : BINORMAL0, //従法線ベクトル
float3 Normal : NORMAL, //法線ベクトル
float2 Tex : TEXCOORD0 //テクセル
)
{
VS_OUTPUT Out;
Out.Pos = mul( float4( Pos, 1.0f ), m_WVP );
Out.Tex = Tex;
//視線ベクトルを計算
float3 Eye = normalize( m_EyePos.xyz - Pos.xyz );
//視線ベクトルを頂点座標系に変換する
Out.Eye.x = dot( Eye, Tangent );
Out.Eye.y = dot( Eye, Binormal );
Out.Eye.z = dot( Eye, Normal );
Out.Eye = normalize( Out.Eye );
//頂点座標 -> ライトの位置ベクトル
float3 Light = -m_LightDir.xyz;
//ライトベクトルを頂点座標系に変換する
Out.Light.x = dot( Light, Tangent );
Out.Light.y = dot( Light, Binormal );
Out.Light.z = dot( Light, Normal );
Out.Light = normalize( Out.Light );
return Out;
}
float4 PS( VS_OUTPUT In ) : COLOR
{
//法線マップを参照し、法線を取得する
//法線マップは 0.0f 〜 1.0f の範囲に保存してあるので -1.0f 〜 1.0f の範囲に変換する
float3 Normal = 2.0f * tex2D( s1, In.Tex ).xyz - 1.0f;
//フォンシェーディングによるスペキュラーの色を計算する
//ハーフベクトルの計算
float3 H = normalize( In.Light + In.Eye );
//スペキュラーカラーを計算する
float S = pow( max( 0.0f, dot( Normal, H ) ), m_Specular ) * m_SpecularPower;
//合成する
return tex2D( s0, In.Tex ) * max( m_Ambient, dot( Normal, In.Light ) ) + S;
}
technique TShader
{
pass P0
{
VertexShader = compile vs_1_1 VS();
PixelShader = compile ps_2_0 PS();
}
}
「接線ベクトル」と「従法線ベクトル」が頂点シェーダーの引数に追加されています。これらの値は3DCGツールによりモデリング時に 仕込むことはできないのでPG内で計算し仕込むことになります。といってもD3DXライブラリ関数で簡単に計算できますのでご心配なく。この辺の説明は後程します。 さて意味ですが、「DirectX 9 シェーダープログラミングブック」に書いてあるのでこちらを参照してください。 フォンシェーディングについては既出なので省略します。
---BumpMap.h---
class BUMPMAP
{
private:
LPD3DXEFFECT m_pEffect;
D3DXHANDLE m_pTechnique, m_pWVP, m_pLightDir, m_pEyePos, m_pAmbient, m_pSpecular, m_pSpecularPower;
D3DXMATRIX m_matView, m_matProj;
LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice;
public:
BUMPMAP( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice );
~BUMPMAP();
void Invalidate();
void Restore();
HRESULT Load();
void Begin();
void BeginPass( BYTE Pass );
void SetAmbient( float Ambient );
void SetAmbient( D3DXVECTOR4* pAmbient );
void SetSpecular( float Specular );
void SetSpecularPower( float SpecularPower );
void SetMatrix( D3DXMATRIX* pMatWorld, D3DXVECTOR4* pCameraPos, D3DXVECTOR4* pLightDir );
void EndPass();
void End();
void CommitChanges();
BOOL IsOK();
LPD3DXEFFECT GetEffect(){ return m_pEffect; };
};
---BumpMap.cpp---
BUMPMAP::BUMPMAP( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice )
{
m_pd3dDevice = pd3dDevice;
m_pEffect = NULL;
}
BUMPMAP::~BUMPMAP()
{
SafeRelease( m_pEffect );
}
void BUMPMAP::Invalidate()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->OnLostDevice();
}
void BUMPMAP::Restore()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->OnResetDevice();
}
HRESULT BUMPMAP::Load()
{
D3DCAPS9 caps;
m_pd3dDevice->GetDeviceCaps( &caps );
if( caps.VertexShaderVersion >= D3DVS_VERSION( 1, 1 ) && caps.PixelShaderVersion >= D3DPS_VERSION( 2, 0 ) )
{
LPD3DXBUFFER pErr = NULL;
HRESULT hr = D3DXCreateEffectFromFile( m_pd3dDevice, _T("BumpMap.fx"), NULL, NULL, 0, NULL, &m_pEffect, &pErr );
if( SUCCEEDED( hr ) )
{
m_pTechnique = m_pEffect->GetTechniqueByName( "TShader" );
m_pWVP = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_WVP" );
m_pLightDir = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_LightDir" );
m_pEyePos = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_EyePos" );
m_pAmbient = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_Ambient" );
m_pSpecularPower = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_SpecularPower" );
m_pSpecular = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_Specular" );
m_pEffect->SetTechnique( m_pTechnique );
}
else
{
return -1;
}
}
else
{
return -2;
}
return S_OK;
}
void BUMPMAP::Begin()
{
if( m_pEffect )
{
m_pd3dDevice->GetTransform( D3DTS_VIEW, &m_matView );
m_pd3dDevice->GetTransform( D3DTS_PROJECTION, &m_matProj );
m_pEffect->Begin( NULL, 0 );
}
}
void BUMPMAP::BeginPass( BYTE Pass )
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->BeginPass( Pass );
}
void BUMPMAP::SetAmbient( float Ambient )
{
if( m_pEffect )
{
D3DXVECTOR4 A;
A = D3DXVECTOR4( Ambient, Ambient, Ambient, 1.0f );
m_pEffect->SetVector( m_pAmbient, &A );
}
else
{
D3DMATERIAL9 old_material;
m_pd3dDevice->GetMaterial( &old_material );
old_material.Ambient.r = Ambient;
old_material.Ambient.g = Ambient;
old_material.Ambient.b = Ambient;
old_material.Ambient.a = 1.0f;
m_pd3dDevice->SetMaterial( &old_material );
}
}
void BUMPMAP::SetAmbient( D3DXVECTOR4* pAmbient )
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->SetVector( m_pAmbient, pAmbient );
else
{
D3DMATERIAL9 old_material;
m_pd3dDevice->GetMaterial( &old_material );
old_material.Ambient.r = pAmbient->x;
old_material.Ambient.g = pAmbient->y;
old_material.Ambient.b = pAmbient->z;
old_material.Ambient.a = pAmbient->w;
m_pd3dDevice->SetMaterial( &old_material );
}
}
void BUMPMAP::SetSpecular( float Specular )
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->SetFloat( m_pSpecular, Specular );
}
void BUMPMAP::SetSpecularPower( float SpecularPower )
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->SetFloat( m_pSpecularPower, SpecularPower );
}
void BUMPMAP::SetMatrix( D3DXMATRIX* pMatWorld, D3DXVECTOR4* pCameraPos, D3DXVECTOR4* pLightDir )
{
if( m_pEffect )
{
D3DXMATRIX m, m1;
D3DXVECTOR4 LightDir;
D3DXVECTOR4 v;
m = (*pMatWorld) * m_matView * m_matProj;
m_pEffect->SetMatrix( m_pWVP, &m );
//カメラ位置
m1 = (*pMatWorld) * m_matView;
D3DXMatrixInverse( &m1, NULL, &m1 );
D3DXVec4Transform( &v, pCameraPos, &m1 );
m_pEffect->SetVector( m_pEyePos, &v );
//Light
LightDir = *pLightDir;
D3DXMatrixInverse( &m1, NULL, pMatWorld );
D3DXVec4Transform( &v, &LightDir, &m1 );
D3DXVec3Normalize( (D3DXVECTOR3*)&v, (D3DXVECTOR3*)&v );
m_pEffect->SetVector( m_pLightDir, &v );
}
else
m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, pMatWorld );
}
void BUMPMAP::EndPass()
{
if( m_pEffect )
{
m_pEffect->EndPass();
}
}
void BUMPMAP::End()
{
if( m_pEffect )
{
m_pEffect->End();
}
}
void BUMPMAP::CommitChanges()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->CommitChanges();
}
BOOL BUMPMAP::IsOK()
{
if( m_pEffect )
return TRUE;
return FALSE;
}
バンプマップシェーダーの制御クラスです。
---DXUTMesh.cpp---
HRESULT CDXUTMesh::SetVertexDecl( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, const D3DVERTEXELEMENT9 *pDecl )
{
LPD3DXMESH pTempSysMemMesh = NULL;
LPD3DXMESH pTempLocalMesh = NULL;
//メッシュ情報をコピーする
if( m_pSysMemMesh )
{
if( FAILED( m_pSysMemMesh->CloneMesh( m_pSysMemMesh->GetOptions(),
pDecl,
pd3dDevice, &pTempSysMemMesh ) ) )
return E_FAIL;SetVertexDecl
}
if( m_pLocalMesh )
{
if( FAILED( m_pLocalMesh->CloneMesh( m_pLocalMesh->GetOptions(),
pDecl,
pd3dDevice,
&pTempLocalMesh ) ) )
{
SafeRelease( pTempSysMemMesh );
return E_FAIL;
}
}
//頂点情報を参照し、法線ベクトル、接線ベクトル、従法線ベクトルがあるか調べる
DWORD Normal = D3DX_DEFAULT;
DWORD Tangent = D3DX_DEFAULT;
DWORD Binormal = D3DX_DEFAULT;
if( pTempSysMemMesh )
{
for( UINT index = 0; index < D3DXGetDeclLength( pDecl ); ++index )
{
if( pDecl[index].Usage == D3DDECLUSAGE_NORMAL )
Normal = D3DDECLUSAGE_NORMAL;
else if( pDecl[index].Usage == D3DDECLUSAGE_TANGENT )
Tangent = D3DDECLUSAGE_TANGENT;
else if( pDecl[index].Usage == D3DDECLUSAGE_BINORMAL )
Binormal = D3DDECLUSAGE_BINORMAL;
}
}
SafeRelease( m_pSysMemMesh );
SafeRelease( m_pLocalMesh );
if( pTempSysMemMesh )
{
//頂点情報に基づき頂点データを再生成する
if( Normal != D3DX_DEFAULT || Tangent != D3DX_DEFAULT || Binormal != D3DX_DEFAULT )
{
D3DXComputeTangentFrameEx( pTempSysMemMesh,
D3DDECLUSAGE_TEXCOORD,
0,
D3DDECLUSAGE_TANGENT,
0,
D3DDECLUSAGE_BINORMAL,
0,
D3DDECLUSAGE_NORMAL,
0,
0,
NULL,
0.01f, //ボケ具合.値をおおきくするとぼけなくなる
0.25f,
0.01f,
&m_pSysMemMesh,
NULL
);
}
//頂点データを再生成しない
else
{
pTempSysMemMesh->CloneMesh( pTempSysMemMesh->GetOptions(),
pDecl,
pd3dDevice,
&m_pSysMemMesh );
}
SafeRelease( pTempSysMemMesh );
}
if( pTempLocalMesh )
{
//頂点情報に基づき頂点データを再生成する
if( Normal != D3DX_DEFAULT || Tangent != D3DX_DEFAULT || Binormal != D3DX_DEFAULT )
{
// D3DXComputeTangent( pTempLocalMesh, 0, 0, 0, 0, NULL );
// D3DXComputeTangentFrame( pTempLocalMesh, 0 );
// pTempLocalMesh->CloneMesh( pTempLocalMesh->GetOptions(), pDecl,
// pd3dDevice, &m_pLocalMesh );
D3DXComputeTangentFrameEx( pTempLocalMesh,
D3DDECLUSAGE_TEXCOORD,
0,
D3DDECLUSAGE_TANGENT,
0,
D3DDECLUSAGE_BINORMAL,
0,
D3DDECLUSAGE_NORMAL,
0,
0,
NULL,
0.01f, //ボケ具合.値をおおきくするとぼけなくなる
0.25f,
0.01f,
&m_pLocalMesh,
NULL
);
}
//頂点データを再生成しない
else
{
pTempLocalMesh->CloneMesh( pTempLocalMesh->GetOptions(),
pDecl,
pd3dDevice,
&m_pLocalMesh );
}
SafeRelease( pTempLocalMesh );
}
return S_OK;
}
DXUTMesh.cppはDirectX SDKに含まれるヘルパークラス郡のひとつです。DirectX SDKのインストールパス\Samples\C++\Common の中にあります。ただしバージョンによってパスおよびファイル名が変更されているので見つからないときは自分で探してください。 さてこのファイルの中にある「CDXUTMesh」クラスですが、これはメッシュ情報を格納したXファイルをロードするクラスです。 この中にCDXUTMesh::SetVertexDecl()メンバ関数がありますが、この関数は法線ベクトルの作成しか行っていないのでバンプマッピングのために 接線ベクトルおよび従法線ベクトルも作成できるように修正を行いました。ただしDirectX 9.0 SDK (December 2004) の話です。上位バージョンでは修正を行う必要がないかもしれないので、使用しているSDKのソースをみて必要だと判断した場合は修正してください。
頂点データの更新にD3DXComputeTangentFrameEx()を使用していますが、DirectX 9.0 SDK (Summer 2003)などの古いSDKの場合はD3DXComputeTangent()を使用してください。もっとも関数自体存在しないので使用できませんが。 注意してほしいのはDirectX 9.0 SDK (December 2004)のSDKを使用している場合にD3DXComputeTangent()を使用すると接線ベクトルと従法線ベクトルが何故か正しく作成されないことです。 今回のシェーダーは「DirectX 9 シェーダープログラミングブック」を参照しましたが、 この本の内容がDirectX 9.0 SDK (Summer 2003)をベースに書かれているため、DirectX 9.0 SDK (December 2004)を使用している筆者の環境で正しく動作しなくて思いっきりはまってしまいました。 オンラインマニュアルを参照するとD3DXComputeTangent()関数は内部的にD3DXComputeTangentFrameEx()をコールしていて、さらに各種パラメータが今回のサンプルで設定した内容と 異なるので確かに結果は違ってくるでしょうが、SDKのバージョンによって関数の動作が異なるのはどうかと思います。 日本語版のマニュアルもバージョン古くてD3DXComputeTangentFrameEx()のこととか書いてないし。
---Main.cpp---
LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice = NULL;
D3DPRESENT_PARAMETERS m_d3dParameters;
D3DCAPS9 Caps;
//ティーポットオブジェクト
//DirectX SDK 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_pMeshTeapot = NULL;
//法線マップ
LPDIRECT3DTEXTURE9 m_pNormalMap = NULL;
//バンプマップクラスオブジェクトの宣言
BUMPMAP* m_pBumpMap = NULL;
//ID3DXMeshインターフェースを使用する場合必要なし
////頂点シェーダー
//LPDIRECT3DVERTEXDECLARATION9 m_pDecl = NULL;
UINT nWidth = 1024;
UINT nHeight = 768;
//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。
//****************************************************************
m_pd3dDevice->GetDeviceCaps(&Caps);
//バンプマップクラスの初期化
m_pBumpMap = new BUMPMAP( m_pd3dDevice );
m_pBumpMap->Load();
//メッシュのロード
m_pMeshTeapot = new CDXUTMesh();
m_pMeshTeapot->Create( m_pd3dDevice, _T("t-pot.x") );
//頂点データを定義する(詳細はオンラインマニュアルを参照)
D3DVERTEXELEMENT9 decl[] =
{
{0, 0, D3DDECLTYPE_FLOAT3, D3DDECLMETHOD_DEFAULT, D3DDECLUSAGE_POSITION, 0},
{0, 12, D3DDECLTYPE_FLOAT3, D3DDECLMETHOD_DEFAULT, D3DDECLUSAGE_TANGENT, 0},
{0, 24, D3DDECLTYPE_FLOAT3, D3DDECLMETHOD_DEFAULT, D3DDECLUSAGE_BINORMAL, 0},
{0, 36, D3DDECLTYPE_FLOAT3, D3DDECLMETHOD_DEFAULT, D3DDECLUSAGE_NORMAL, 0},
{0, 48, D3DDECLTYPE_FLOAT2, D3DDECLMETHOD_DEFAULT, D3DDECLUSAGE_TEXCOORD, 0},
D3DDECL_END()
};
//新しい頂点情報に基づき頂点データを再生成する
m_pMeshTeapot->SetVertexDecl( m_pd3dDevice, decl );
//ID3DXMeshインターフェースを使用する場合必要なし
// //バンプマッピング用に頂点シェーダ宣言を作成する
// m_pd3dDevice->CreateVertexDeclaration( decl, &m_pDecl );
//****************************************************************
//高さマップから法線マップを作成する(注意１)
//****************************************************************
D3DSURFACE_DESC desc;
LPDIRECT3DTEXTURE9 HeightMap = NULL;
//高さマップをファイルからロード
D3DXCreateTextureFromFileEx( m_pd3dDevice,
_T("height.bmp"), //高さマップテクスチャーのファイル名
D3DX_DEFAULT,
D3DX_DEFAULT,
1,
0,
D3DFMT_UNKNOWN,
D3DPOOL_MANAGED,
D3DX_DEFAULT,
D3DX_DEFAULT,
0x0,
NULL,
NULL,
&HeightMap );
//テクスチャ情報の入手
HeightMap->GetLevelDesc( 0,&desc );
//法線マップの空テクスチャーを作成
D3DXCreateTexture( m_pd3dDevice,
desc.Width,
desc.Height,
1,
0,
D3DFMT_X8R8G8B8,
D3DPOOL_MANAGED,
&m_pNormalMap );
//法線マップを作成
D3DXComputeNormalMap( m_pNormalMap, //出力する法線マップテクスチャーのポインタ。
HeightMap, //入力する高さマップテクスチャーのポインタ。
NULL, //256色のカラーパレット情報。
0, //法線マップ生成の定数。法線マップの使用方法により変更する。
D3DX_CHANNEL_RED, //高さマップで参照する色成分。
1.0f //高さ情報を乗算する定数値。値を大きくするほど高くなる。
);
SafeRelease( HeightMap );
//****************************************************************
//作成済みの法線マップをロードする
//****************************************************************
/*
D3DXCreateTextureFromFileEx( m_pd3dDevice,
_T("normal.bmp"), //法線マップテクスチャーのファイル名
D3DX_DEFAULT,
D3DX_DEFAULT,
1,
0,
D3DFMT_UNKNOWN,
D3DPOOL_MANAGED,
D3DX_DEFAULT,
D3DX_DEFAULT,
0x0,
NULL,
NULL,
&m_pNormalMap );
*/
//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_pBumpMap->Invalidate();
}
//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_pBumpMap->Restore();
//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( HWND HWnd )
{
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
{
D3DXMATRIX matProj, matView, matWorld;
m_pd3dDevice->Clear( 0L,
NULL,
D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER,
0x0,
1.0f,
0L
);
m_pd3dDevice->BeginScene();
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MIPFILTER, D3DTEXF_NONE );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 1, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 1, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR );
m_pd3dDevice->SetSamplerState( 1, D3DSAMP_MIPFILTER, D3DTEXF_NONE );
//射影座標変換
D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &matProj,
D3DX_PI/4.0f,
4.0f / 3.0f,
0.1f,
1000.0f
);
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 );
//ティーポットのテクスチャーをステージ０にセットする
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshTeapot->m_pTextures[0] );
//法線マップをステージ１にセットする
m_pd3dDevice->SetTexture( 1, m_pNormalMap );
//ID3DXMeshインターフェースを使用する場合必要なし
// //頂点シェーダ宣言をバンプマッピング用に設定する
// m_pd3dDevice->SetVertexDeclaration( m_pDecl );
//ティーポットをレンダリング
m_pBumpMap->Begin();
//マテリアルを設定する
m_pBumpMap->SetAmbient( 0.0f );
m_pBumpMap->SetSpecular( 10.0f );
m_pBumpMap->SetSpecularPower( 0.75f );
m_pBumpMap->SetMatrix( &matWorld, &EyePos, &LightDir );
m_pBumpMap->BeginPass(0);
m_pMeshTeapot->m_pLocalMesh->DrawSubset( 0 );
m_pBumpMap->EndPass();
m_pBumpMap->End();
m_pd3dDevice->SetTexture( 1, NULL );
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。
(注意１) 法線マップを高さマップから作成します。下の方にあるコメントアウトした行はあらかじめ作成してある法線マップをロードします。 初期化時に高さマップから法線マップを作成する処理がいらなくなるので通常は法線マップをあらかじめ作成しておいた方がいいと思いますが、好きな方法を使用してください。
さて今回紹介したバンプマッピングですが、ひとつ問題があります。ピクセル単位で法線ベクトルを動かしライティング処理を行う処理を行うため、メッシュの形状自体はもとのメッシュのままです。 したがってメッシュの輪郭部分が凸凹にならないという問題があります。またシャドーマッピングにより影がメッシュにかかるとき、バンプマッピングの凸凹が考慮されない問題もあります。 この辺解消されている技術があるんかな？