[DirectX11] Tutorial 3 - DirectX 11 초기화
Tutorial 3 - DirectX 11 초기화
원문 : http://www.rastertek.com/dx11s2tut03.html
이 튜토리얼은 DirectX 11에 대한 첫 번째 소개가 될 것입니다. 여기에서는 Direct3D를 초기화하고 종료하는 방법과 창에 렌더링하는 방법을 다룹니다.
프레임워크 업데이트
기존의 윈도우 프로그램 프래임워크에 Direct3D 기능을 가지는 클래스를 추가하여 확장할 것입니다. 새롭게 변경된 프레임워크는 아래와 같습니다.
보시다시피 D3DClass는 GraphicsClass 안에 있습니다. 클래스다이어그램이 아닌점을 감안하시고 보시기 바라며, 상속 관계가 아닙니다. 이전 튜토리얼에서는 모든 새로운 그래픽 관련 클래스가 GraphicsClass에 캡슐화되어 새로운 D3DClass에 가장 적합한 위치라는 것을 언급했습니다. 이제 DxDefine.h에 대한 변경 사항을 살펴 보겠습니다.
DirectX SDK 를 사용하기 위해서 directx에 필요한 헤더 및 라이브러리를 포함하였습니다.
DxDefine.h 업데이트
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 | #pragma once ///////////// // LINKING // ///////////// #pragma comment(lib, "d3d11.lib") #pragma comment(lib, "dxgi.lib") #pragma comment(lib, "d3dcompiler.lib") ////////////// // INCLUDES // ////////////// #include <d3d11.h> #include <d3dcompiler.h> #include <directxmath.h> using namespace DirectX; /////////////////////////// // warning C4316 처리용 // /////////////////////////// #include "AlignedAllocationPolicy.h" | cs |
여기서 먼저 AlignedAllocationPolicy.h 파일을 살펴보도록 하겠습니다.
이 파일이 왜 필요한지는 이곳에서 확인해보시면 됩니다. ===>>>> [DirectX11] Warning - warning C4316 에러 문제
AlignedAllocationPolicy.h
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | #pragma once // warning C4316 처리용 template<size_t Alignment> class AlignedAllocationPolicy { public: static void* operator new(size_t size) { return _aligned_malloc(size, Alignment); } static void operator delete(void* memory) { _aligned_free(memory); } }; | cs |
다음은 GraphicsClass.h 파일의 변경 사항을 보도록 하겠습니다. D3DClass 사용을 위해서 cpp에 헤더를 추가한 다음 전방선언을 하였습니다. 또한 D3DClass 멤버변수를 해당 클래스 내에서 사용할 수 있도록 선언하였습니다. D3DClass는 DirectX에 필요한 기본적인 기능들을 모두 담당하게 될 것입니다.
GraphicsClass.h
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 | #pragma once ///////////// // GLOBALS // ///////////// const bool FULL_SCREEN = false; const bool VSYNC_ENABLED = true; const float SCREEN_DEPTH = 1000.0f; const float SCREEN_NEAR = 0.1f; class D3DClass; class GraphicsClass { public: GraphicsClass(); GraphicsClass(const GraphicsClass&); ~GraphicsClass(); bool Initialize(int, int, HWND); void Shutdown(); bool Frame(); private: bool Render(); private: D3DClass* m_Direct3D = nullptr; }; | cs |
이전 튜토리얼을 기억하신다면 원래 이 GraphicsClass 클래스의 멤버함수는 아무 코드도 없이 비어 있었다는 것을 아실 겁니다. 하지만 지금은 D3DClass 멤버 변수를 가지고 있기 때문에 GraphicsClass에서 이 D3DClass 객체를 초기화하고 정리하는 코드를 넣을 것입니다. 또한 Render 함수에 BeginScene와 EndScene를 호출하는 부분을 넣어 Direct3D를 사용하여 그리는 부분도 넣을 것입니다.
GraphicsClass.cpp
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 | #include "stdafx.h" #include "d3dclass.h" #include "graphicsclass.h" GraphicsClass::GraphicsClass() { } GraphicsClass::GraphicsClass(const GraphicsClass& other) { } GraphicsClass::~GraphicsClass() { } bool GraphicsClass::Initialize(int screenWidth, int screenHeight, HWND hwnd) { // Direct3D 객체 생성 m_Direct3D = (D3DClass*) _aligned_malloc(sizeof(D3DClass), 16); if(!m_Direct3D) { return false; } // Direct3D 객체 초기화 if(!m_Direct3D->Initialize(screenWidth, screenHeight, VSYNC_ENABLED, hwnd, FULL_SCREEN, SCREEN_DEPTH, SCREEN_NEAR)) { MessageBox(hwnd, L"Could not initialize Direct3D.", L"Error", MB_OK); return false; } return true; } void GraphicsClass::Shutdown() { // Direct3D 객체 반환 if(m_Direct3D) { m_Direct3D->Shutdown(); _aligned_free(m_Direct3D); m_Direct3D = 0; } } bool GraphicsClass::Frame() { // 그래픽 랜더링 처리 return Render(); } bool GraphicsClass::Render() { // 씬을 그리기 위해 버퍼를 지웁니다 m_Direct3D->BeginScene(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f); // 버퍼의 내용을 화면에 출력합니다 m_Direct3D->EndScene(); return true; } | cs |
코드 부분 중에 Warning C4316 처리를 위해 new, delete 할당자 대신 _aligned_malloc, _aligned_free 할당자를 사용하였습니다. 이에 대한 자세한 내용은 여기를 참고하세요 => [DirectX11] Warning - warning C4316 에러 문제
이제 새로운 클래스인 D3DClass의 헤더파일을 보도록 하겠습니다.
D3DClass.h
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 | #pragma once class D3DClass { public: D3DClass(); D3DClass(const D3DClass&); ~D3DClass(); bool Initialize(int, int, bool, HWND, bool, float, float); void Shutdown(); void BeginScene(float, float, float, float); void EndScene(); ID3D11Device* GetDevice(); ID3D11DeviceContext* GetDeviceContext(); void GetProjectionMatrix(XMMATRIX&); void GetWorldMatrix(XMMATRIX&); void GetOrthoMatrix(XMMATRIX&); void GetVideoCardInfo(char*, int&); private: bool m_vsync_enabled = false; int m_videoCardMemory = 0; char m_videoCardDescription[128] = { 0, }; IDXGISwapChain* m_swapChain = nullptr; ID3D11Device* m_device = nullptr; ID3D11DeviceContext* m_deviceContext = nullptr; ID3D11RenderTargetView* m_renderTargetView = nullptr; ID3D11Texture2D* m_depthStencilBuffer = nullptr; ID3D11DepthStencilState* m_depthStencilState = nullptr; ID3D11DepthStencilView* m_depthStencilView = nullptr; ID3D11RasterizerState* m_rasterState = nullptr; XMMATRIX m_projectionMatrix; XMMATRIX m_worldMatrix; XMMATRIX m_orthoMatrix; }; | cs |
생각보다 별 내용이 없음을 볼 수 있습니다. 초기화 및 릴리즈, 신 그리기 함수 부분들, 그리고 디바이스에 대한 부분들 뿐입니다.
이미 Direct3D에 친숙한 분들은 아마 제가 뷰 행렬에 해당하는 변수를 넣지 않았음을 눈치채셨을 것입니다. 그 이유는 나중 튜토리얼에 나올 camera 클래스에 들어가기 때문입니다.
D3DClass.cpp
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IDXGIOutput* adapterOutput = nullptr; if (FAILED(adapter->EnumOutputs(0, &adapterOutput))) { return false; } // 출력 (모니터)에 대한 DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM 표시 형식에 맞는 모드 수를 가져옵니다 unsigned int numModes = 0; if (FAILED(adapterOutput->GetDisplayModeList(DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM, DXGI_ENUM_MODES_INTERLACED, &numModes, NULL))) { return false; } // 가능한 모든 모니터와 그래픽카드 조합을 저장할 리스트를 생성합니다 DXGI_MODE_DESC* displayModeList = new DXGI_MODE_DESC[numModes]; if (!displayModeList) { return false; } // 이제 디스플레이 모드에 대한 리스트를 채웁니다 if (FAILED(adapterOutput->GetDisplayModeList(DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM, DXGI_ENUM_MODES_INTERLACED, &numModes, displayModeList))) { return false; } // 이제 모든 디스플레이 모드에 대해 화면 너비/높이에 맞는 디스플레이 모드를 찾습니다. // 적합한 것을 찾으면 모니터의 새로고침 비율의 분모와 분자 값을 저장합니다. unsigned int numerator = 0; unsigned int denominator = 0; for (unsigned int i = 0; i<numModes; i++) { if (displayModeList[i].Width == (unsigned int)screenWidth) { if (displayModeList[i].Height == (unsigned int)screenHeight) { numerator = displayModeList[i].RefreshRate.Numerator; denominator = displayModeList[i].RefreshRate.Denominator; } } } // 비디오카드의 구조체를 얻습니다 DXGI_ADAPTER_DESC adapterDesc; if (FAILED(adapter->GetDesc(&adapterDesc))) { return false; } // 비디오카드 메모리 용량 단위를 메가바이트 단위로 저장합니다 m_videoCardMemory = (int)(adapterDesc.DedicatedVideoMemory / 1024 / 1024); // 비디오카드의 이름을 저장합니다 size_t stringLength = 0; if (wcstombs_s(&stringLength, m_videoCardDescription, 128, adapterDesc.Description, 128) != 0) { return false; } // 디스플레이 모드 리스트를 해제합니다 delete[] displayModeList; displayModeList = 0; // 출력 어뎁터를 해제합니다 adapterOutput->Release(); adapterOutput = 0; // 어뎁터를 해제합니다 adapter->Release(); adapter = 0; // 팩토리 객체를 해제합니다 factory->Release(); factory = 0; // 스왑체인 구조체를 초기화합니다 DXGI_SWAP_CHAIN_DESC swapChainDesc; ZeroMemory(&swapChainDesc, sizeof(swapChainDesc)); // 백버퍼를 1개만 사용하도록 지정합니다 swapChainDesc.BufferCount = 1; // 백버퍼의 넓이와 높이를 지정합니다 swapChainDesc.BufferDesc.Width = screenWidth; swapChainDesc.BufferDesc.Height = screenHeight; // 32bit 서페이스를 설정합니다 swapChainDesc.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM; // 백버퍼의 새로고침 비율을 설정합니다 if (m_vsync_enabled) { swapChainDesc.BufferDesc.RefreshRate.Numerator = numerator; swapChainDesc.BufferDesc.RefreshRate.Denominator = denominator; } else { swapChainDesc.BufferDesc.RefreshRate.Numerator = 0; swapChainDesc.BufferDesc.RefreshRate.Denominator = 1; } // 백버퍼의 사용용도를 지정합니다 swapChainDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT; // 랜더링에 사용될 윈도우 핸들을 지정합니다 swapChainDesc.OutputWindow = hwnd; // 멀티샘플링을 끕니다 swapChainDesc.SampleDesc.Count = 1; swapChainDesc.SampleDesc.Quality = 0; // 창모드 or 풀스크린 모드를 설정합니다 if (fullscreen) { swapChainDesc.Windowed = false; } else { swapChainDesc.Windowed = true; } // 스캔 라인 순서 및 크기를 지정하지 않음으로 설정합니다. swapChainDesc.BufferDesc.ScanlineOrdering = DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER_UNSPECIFIED; swapChainDesc.BufferDesc.Scaling = DXGI_MODE_SCALING_UNSPECIFIED; // 출력된 다음 백버퍼를 비우도록 지정합니다 swapChainDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD; // 추가 옵션 플래그를 사용하지 않습니다 swapChainDesc.Flags = 0; // 피처레벨을 DirectX 11 로 설정합니다 D3D_FEATURE_LEVEL featureLevel = D3D_FEATURE_LEVEL_11_0; // 스왑 체인, Direct3D 장치 및 Direct3D 장치 컨텍스트를 만듭니다. if (FAILED(D3D11CreateDeviceAndSwapChain(NULL, D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE, NULL, 0, &featureLevel, 1, D3D11_SDK_VERSION, &swapChainDesc, &m_swapChain, &m_device, NULL, &m_deviceContext))) { return false; } // 백버퍼 포인터를 얻어옵니다 ID3D11Texture2D* backBufferPtr = nullptr; if (FAILED(m_swapChain->GetBuffer(0, __uuidof(ID3D11Texture2D), (LPVOID*)&backBufferPtr))) { return false; } // 백 버퍼 포인터로 렌더 타겟 뷰를 생성한다. if (FAILED(m_device->CreateRenderTargetView(backBufferPtr, NULL, &m_renderTargetView))) { return false; } // 백버퍼 포인터를 해제합니다 backBufferPtr->Release(); backBufferPtr = 0; // 깊이 버퍼 구조체를 초기화합니다 D3D11_TEXTURE2D_DESC depthBufferDesc; ZeroMemory(&depthBufferDesc, sizeof(depthBufferDesc)); // 깊이 버퍼 구조체를 작성합니다 depthBufferDesc.Width = screenWidth; depthBufferDesc.Height = screenHeight; depthBufferDesc.MipLevels = 1; depthBufferDesc.ArraySize = 1; depthBufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT; depthBufferDesc.SampleDesc.Count = 1; depthBufferDesc.SampleDesc.Quality = 0; depthBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT; depthBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL; depthBufferDesc.CPUAccessFlags = 0; depthBufferDesc.MiscFlags = 0; // 설정된 깊이버퍼 구조체를 사용하여 깊이 버퍼 텍스쳐를 생성합니다 if (FAILED(m_device->CreateTexture2D(&depthBufferDesc, NULL, &m_depthStencilBuffer))) { return false; } // 스텐실 상태 구조체를 초기화합니다 D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC depthStencilDesc; ZeroMemory(&depthStencilDesc, sizeof(depthStencilDesc)); // 스텐실 상태 구조체를 작성합니다 depthStencilDesc.DepthEnable = true; depthStencilDesc.DepthWriteMask = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ALL; depthStencilDesc.DepthFunc = D3D11_COMPARISON_LESS; depthStencilDesc.StencilEnable = true; depthStencilDesc.StencilReadMask = 0xFF; depthStencilDesc.StencilWriteMask = 0xFF; // 픽셀 정면의 스텐실 설정입니다 depthStencilDesc.FrontFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; depthStencilDesc.FrontFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_INCR; depthStencilDesc.FrontFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; depthStencilDesc.FrontFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS; // 픽셀 뒷면의 스텐실 설정입니다 depthStencilDesc.BackFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; depthStencilDesc.BackFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_DECR; depthStencilDesc.BackFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; depthStencilDesc.BackFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS; // 깊이 스텐실 상태를 생성합니다 if (FAILED(m_device->CreateDepthStencilState(&depthStencilDesc, &m_depthStencilState))) { return false; } // 깊이 스텐실 상태를 설정합니다 m_deviceContext->OMSetDepthStencilState(m_depthStencilState, 1); // 깊이 스텐실 뷰의 구조체를 초기화합니다 D3D11_DEPTH_STENCIL_VIEW_DESC depthStencilViewDesc; ZeroMemory(&depthStencilViewDesc, sizeof(depthStencilViewDesc)); // 깊이 스텐실 뷰 구조체를 설정합니다 depthStencilViewDesc.Format = DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT; depthStencilViewDesc.ViewDimension = D3D11_DSV_DIMENSION_TEXTURE2D; depthStencilViewDesc.Texture2D.MipSlice = 0; // 깊이 스텐실 뷰를 생성합니다 if (FAILED(m_device->CreateDepthStencilView(m_depthStencilBuffer, &depthStencilViewDesc, &m_depthStencilView))) { return false; } // 렌더링 대상 뷰와 깊이 스텐실 버퍼를 출력 렌더 파이프 라인에 바인딩합니다 m_deviceContext->OMSetRenderTargets(1, &m_renderTargetView, m_depthStencilView); // 그려지는 폴리곤과 방법을 결정할 래스터 구조체를 설정합니다 D3D11_RASTERIZER_DESC rasterDesc; rasterDesc.AntialiasedLineEnable = false; rasterDesc.CullMode = D3D11_CULL_BACK; rasterDesc.DepthBias = 0; rasterDesc.DepthBiasClamp = 0.0f; rasterDesc.DepthClipEnable = true; rasterDesc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID; rasterDesc.FrontCounterClockwise = false; rasterDesc.MultisampleEnable = false; rasterDesc.ScissorEnable = false; rasterDesc.SlopeScaledDepthBias = 0.0f; // 방금 작성한 구조체에서 래스터 라이저 상태를 만듭니다 if (FAILED(m_device->CreateRasterizerState(&rasterDesc, &m_rasterState))) { return false; } // 이제 래스터 라이저 상태를 설정합니다 m_deviceContext->RSSetState(m_rasterState); // 렌더링을 위해 뷰포트를 설정합니다 D3D11_VIEWPORT viewport; viewport.Width = (float)screenWidth; viewport.Height = (float)screenHeight; viewport.MinDepth = 0.0f; viewport.MaxDepth = 1.0f; viewport.TopLeftX = 0.0f; viewport.TopLeftY = 0.0f; // 뷰포트를 생성합니다 m_deviceContext->RSSetViewports(1, &viewport); // 투영 행렬을 설정합니다 float fieldOfView = 3.141592654f / 4.0f; float screenAspect = (float)screenWidth / (float)screenHeight; // 3D 렌더링을위한 투영 행렬을 만듭니다 m_projectionMatrix = XMMatrixPerspectiveFovLH(fieldOfView, screenAspect, screenNear, screenDepth); // 세계 행렬을 항등 행렬로 초기화합니다 m_worldMatrix = XMMatrixIdentity(); // 2D 렌더링을위한 직교 투영 행렬을 만듭니다 m_orthoMatrix = XMMatrixOrthographicLH((float)screenWidth, (float)screenHeight, screenNear, screenDepth); return true; } void D3DClass::Shutdown() { // 종료 전 윈도우 모드로 설정하지 않으면 스왑 체인을 해제 할 때 예외가 발생합니다. if (m_swapChain) { m_swapChain->SetFullscreenState(false, NULL); } if (m_rasterState) { m_rasterState->Release(); m_rasterState = 0; } if (m_depthStencilView) { m_depthStencilView->Release(); m_depthStencilView = 0; } if (m_depthStencilState) { m_depthStencilState->Release(); m_depthStencilState = 0; } if (m_depthStencilBuffer) { m_depthStencilBuffer->Release(); m_depthStencilBuffer = 0; } if (m_renderTargetView) { m_renderTargetView->Release(); m_renderTargetView = 0; } if (m_deviceContext) { m_deviceContext->Release(); m_deviceContext = 0; } if (m_device) { m_device->Release(); m_device = 0; } if (m_swapChain) { m_swapChain->Release(); m_swapChain = 0; } } void D3DClass::BeginScene(float red, float green, float blue, float alpha) { // 버퍼를 지울 색을 설정합니다 float color[4] = { red, green, blue, alpha }; // 백버퍼를 지웁니다 m_deviceContext->ClearRenderTargetView(m_renderTargetView, color); // 깊이 버퍼를 지웁니다 m_deviceContext->ClearDepthStencilView(m_depthStencilView, D3D11_CLEAR_DEPTH, 1.0f, 0); } void D3DClass::EndScene() { // 렌더링이 완료되었으므로 화면에 백 버퍼를 표시합니다. if (m_vsync_enabled) { // 화면 새로 고침 비율을 고정합니다. m_swapChain->Present(1, 0); } else { // 가능한 빠르게 출력합니다 m_swapChain->Present(0, 0); } } ID3D11Device* D3DClass::GetDevice() { return m_device; } ID3D11DeviceContext* D3DClass::GetDeviceContext() { return m_deviceContext; } void D3DClass::GetProjectionMatrix(XMMATRIX& projectionMatrix) { projectionMatrix = m_projectionMatrix; } void D3DClass::GetWorldMatrix(XMMATRIX& worldMatrix) { worldMatrix = m_worldMatrix; } void D3DClass::GetOrthoMatrix(XMMATRIX& orthoMatrix) { orthoMatrix = m_orthoMatrix; } void D3DClass::GetVideoCardInfo(char* cardName, int& memory) { strcpy_s(cardName, 128, m_videoCardDescription); memory = m_videoCardMemory; } | cs |
소스코드 내에 주석으로 설명이 되어 있어 주절주절 따로 코드 리뷰를 하지는 않았습니다. 한번씩 훑어보면 구동되는 방식을 이해하실 수 있을 것입니다.
출력 화면
마치면서
이제 Direct3D를 초기화하고 종료 할 수 있게 되었습니다. 코드를 컴파일하고 실행하면 이전의 듀토리얼과 같은 창이 생성되지만 Direct3D를 사용하여 화면에 회색으로 출력되는 모습을 볼 수 있습니다. 코드 컴파일 및 실행은 컴파일러가 올바르게 설정되어 있고 Windows SDK에서 헤더 및 라이브러리 파일을 볼 수 있는지 표시합니다. 빌드 과정 및 실행시에 에러없이 컴파일되고 창 색깔이 회색으로 표시되었다는 것은 Direct3D가 정상적으로 구동되어 작동됨을 의미합니다.
연습문제
1. 이 코드를 다시 컴파일하고 DirectX가 동작하는지 확인해보십시오. Esc키를 눌러 프로그램을 종료할 수 있습니다.
2. GraphicsClass.h 에 정의된 전역변수를 풀스크린 상태로 바꾸고 컴파일하고 실행해보십시오.
3. GraphicsClass::Render 의 초기화 색상을 노란색으로 바꾸어 보십시오.
4. 텍스트(txt)파일에 그래픽 카드의 이름과 메모리 용량을 출력해 보십시오.
소스코드
소스코드 : Dx11Demo_03.zip
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