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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今回も簡単なやつで息抜き。液晶ディスプレイシェーダーというものをやります。 元ネタも前回と同じく「GAME Watch」のネタです。
液晶ディスプレイは見る角度によって色調が変わったりします。ＰＳＰの画面でも発生します。その減少をシミュレートします。
左側が液晶ディスプレイシェーダーOFF、右側が液晶ディスプレイシェーダーONです。
液晶ディスプレイといいながらサンプルイメージがCRTディスプレイなのは気にしないように。
液晶ディスプレイシェーダーを有効にすると画面が白くなるのが確認できると思います。
正面から見るとこうなります。
この場合白くなりません。
---LCD.fx---
float4x4 m_WVP; //ワールド × ビュー × 遠近射影
float4 m_EyePos; //視点ベクトル
float4 m_Color; //調整する色
//オブジェクトのテクスチャー
sampler tex0 : register(s0);
struct VS_OUTPUT
{
float4 Pos : POSITION;
float2 Tex : TEXCOORD0;
float3 Eye : TEXCOORD1;
float3 Normal : TEXCOORD2;
};
VS_OUTPUT VS( float4 Pos : POSITION,
float4 Normal : NORMAL,
float2 Tex : TEXCOORD0 )
{
VS_OUTPUT Out;
Out.Pos = mul( Pos, m_WVP );
Out.Tex = Tex;
//頂点 -> 視点 へのベクトルを計算
Out.Eye = m_EyePos.xyz - Pos.xyz;
Out.Normal = Normal.xyz;
return Out;
}
float4 PS( VS_OUTPUT In ) : COLOR0
{
float4 Out;
Out = tex2D( tex0, In.Tex );
//視点ベクトルと法線ベクトルの内積の計算
float d = dot( normalize( In.Eye ), normalize( In.Normal ) );
//３原色のうち最大値を取得
float m;
m = max( Out.r, Out.g );
m = max( m, Out.b );
//ディスプレイを見る角度によって色調補正する
Out.rgb = lerp( Out.rgb + m_Color.rgb * m, Out.rgb, d );
return Out;
}
technique TShader
{
pass P0
{
VertexShader = compile vs_1_1 VS();
PixelShader = compile ps_2_0 PS();
}
}
液晶ディスプレイシェーダーです。
---LCD.h---
class LCD
{
private:
LPD3DXEFFECT m_pEffect;
D3DXHANDLE m_pTechnique, m_pWVP, m_pEyePos, m_pColor;
D3DXMATRIX m_matView, m_matProj;
LPDIRECT3DDEVICE9 m_pd3dDevice;
public:
LCD( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice );
~LCD();
void Invalidate();
void Restore();
HRESULT Load();
void Begin();
void BeginPass();
void SetColor( D3DXVECTOR4* pColor );
void SetMatrix( D3DXMATRIX* pMatWorld, D3DXVECTOR4* pLightDir );
void CommitChanges();
void EndPass();
void End();
BOOL IsOK();
LPD3DXEFFECT GetEffect(){ return m_pEffect; };
};
---LCD.cpp---
LCD::LCD( LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice )
{
m_pd3dDevice = pd3dDevice;
m_pEffect = NULL;
}
LCD::~LCD()
{
SafeRelease( m_pEffect );
}
void LCD::Invalidate()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->OnLostDevice();
}
void LCD::Restore()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->OnResetDevice();
}
HRESULT LCD::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("LCD.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_pEyePos = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_EyePos" );
m_pColor = m_pEffect->GetParameterByName( NULL, "m_Color" );
m_pEffect->SetTechnique( m_pTechnique );
}
else
{
return -1;
}
}
else
{
return -2;
}
return S_OK;
}
void LCD::Begin()
{
if( m_pEffect )
{
m_pd3dDevice->GetTransform( D3DTS_VIEW, &m_matView );
m_pd3dDevice->GetTransform( D3DTS_PROJECTION, &m_matProj );
m_pEffect->Begin( NULL, 0 );
}
}
void LCD::BeginPass()
{
if( m_pEffect )
{
m_pEffect->BeginPass( 0 );
}
}
void LCD::SetColor( D3DXVECTOR4* pColor )
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->SetVector( m_pColor, pColor );
}
//ローカル座標系
void LCD::SetMatrix( D3DXMATRIX* pMatWorld, D3DXVECTOR4* pCameraPos )
{
if( m_pEffect )
{
D3DXMATRIX m, m1;
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 );
}
else
m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, pMatWorld );
}
void LCD::CommitChanges()
{
if( m_pEffect )
m_pEffect->CommitChanges();
}
void LCD::EndPass()
{
if( m_pEffect )
{
m_pEffect->EndPass();
}
}
void LCD::End()
{
if( m_pEffect )
{
m_pEffect->End();
}
}
BOOL LCD::IsOK()
{
if( m_pEffect )
return TRUE;
return FALSE;
}
液晶ディスプレイシェーダーのクラスです。
---Main.cpp---
LPDIRECT3D9 m_pdirect3d9 = NULL;
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_pMeshSun = NULL;
CDXUTMesh* m_pMeshLCD = NULL;
//2Dオブジェクト(表面化散乱(Subsurface Scattering) ページ参照)
D3D2DSQUARE* m_pSquObj = NULL;
//ランバート拡散照明クラスの宣言
LAMBERT1* m_pLambert1 = NULL;
//液晶ディスプレイクラスの宣言
LCD* m_pLCD = NULL;
//スクリーンの解像度
UINT nWidth = 1024;
UINT nHeight = 768;
//太陽の位置ベクトル
//光源の位置はカメラの視線方向にある
D3DXVECTOR4 LightPos = D3DXVECTOR4( 100.0f, 100.0f, -700.0f, 1.0f );
//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);
//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();
//液晶ディスプレイクラスの初期化
m_pLCD = new LCD( m_pd3dDevice );
m_pLCD->Load();
//2Ｄオブジェクトのロード
m_pSquObj = new D3D2DSQUARE( m_pd3dDevice, &m_d3dParameters );
m_pSquObj->Load();
//メッシュのロード
//背景
m_pMeshBack = new CDXUTMesh();
m_pMeshBack->Create( m_pd3dDevice, _T("res\\back.x") );
m_pMeshBack->SetFVF( m_pd3dDevice, D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1 );
//太陽
m_pMeshSun = new CDXUTMesh();
m_pMeshSun->Create( m_pd3dDevice, _T("res\\sun.x") );
m_pMeshSun->SetFVF( m_pd3dDevice, D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1 );
//液晶ディスプレイ
m_pMeshLCD = new CDXUTMesh();
m_pMeshLCD->Create( m_pd3dDevice, _T("res\\LCD.x") );
m_pMeshLCD->SetFVF( m_pd3dDevice, D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1 );
//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_pLCD->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_pLambert1->Restore();
m_pLCD->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 matWVP, matPProj, matView, matWorld, matTranslation, matLCD;
//遠近射影座標変換
//クリップ面はアプリケーションごとに調整すること
D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &matPProj,
D3DX_PI/4.0f,
4.0f / 3.0f,
30.0f,
700.0f );
m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION, &matPProj );
//ビュー座標変換
D3DXMatrixIdentity( &matView );
m_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW, &matView );
//液晶ディスプレイの平行移動
D3DXMatrixTranslation( &matTranslation, 0.0f, 80.0f, 400.0f );
matLCD = matTranslation;
m_pd3dDevice->Clear( 0L,
NULL,
D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER,
0x00000000,
1.0f,
0L
);
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->BeginScene();
//****************************************************************
//ステップ１ : シーンのレンダリング
//****************************************************************
//背景レンダリング
m_pLambert1->Begin();
D3DXMatrixIdentity( &matWorld );
m_pLambert1->SetMatrix( &matWorld, &LightDir );
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshBack->m_pTextures[0] );
m_pLambert1->SetAmbient( 0.1f );
m_pLambert1->BeginPass(0);
m_pMeshBack->m_pLocalMesh->DrawSubset( 0 );
m_pLambert1->EndPass();
//液晶ディスプレイ
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshLCD->m_pTextures[0] );
m_pLambert1->SetMatrix( &matLCD, &LightDir );
m_pLambert1->BeginPass();
m_pMeshLCD->m_pLocalMesh->DrawSubset( 0 );
m_pLambert1->EndPass();
//空レンダリング
//Zバッファ書込み禁止
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ZWRITEENABLE, FALSE );
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshBack->m_pTextures[1] );
D3DXMatrixIdentity( &matWorld );
m_pLambert1->SetMatrix( &matWorld, &LightDir );
m_pLambert1->SetAmbient( 1.0f );
m_pLambert1->BeginPass(0);
m_pMeshBack->m_pLocalMesh->DrawSubset( 1 );
m_pLambert1->EndPass();
//太陽レンダリング
//αブレンドを有効にする
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ALPHABLENDENABLE, TRUE );
//加算合成
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_BLENDOP, D3DBLENDOP_ADD );
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_SRCBLEND, D3DBLEND_SRCALPHA );
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_DESTBLEND, D3DBLEND_ONE );
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshSun->m_pTextures[0] );
D3DXMatrixTranslation( &matTranslation, LightPos.x, LightPos.y, LightPos.z );
//ビルボードマトリックスを取得(ビルボード ページ参照)
matWorld = GetBillBoardMatrix( m_pd3dDevice, &matTranslation );
m_pLambert1->SetMatrix( &matWorld, &LightDir );
m_pLambert1->SetAmbient( 1.0f );
m_pLambert1->BeginPass(0);
m_pMeshSun->m_pLocalMesh->DrawSubset( 0 );
m_pLambert1->EndPass();
m_pLambert1->End();
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ZWRITEENABLE, TRUE );
m_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ALPHABLENDENABLE, FALSE );
//****************************************************************
//ステップ２ : 液晶ディスプレイをレンダリング
//****************************************************************
m_pLCD->Begin();
D3DXVECTOR4 Color;
Color = D3DXVECTOR4( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f );
m_pLCD->SetColor( &Color );
m_pLCD->SetMatrix( &matLCD, &EyePos );
m_pd3dDevice->SetTexture( 0, m_pMeshLCD->m_pTextures[1] );
m_pLCD->BeginPass();
m_pMeshLCD->m_pLocalMesh->DrawSubset( 1 );
m_pLCD->EndPass();
m_pLCD->End();
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。