[DirectX11] Tutorial 30 - 다중 포인트 조명

Tutorial 30 - 다중 포인트 조명

원문 : http://www.rastertek.com/dx11tut30.html

이번 예제에서는 HLSL과 C++를 이용하여 다중 포인트 조명을 구현하는 방법을 설명합니다.

지금까지의 예제에서는 이해하고 디버그하기 용이하다는 이유로 방향성 조명을 사용했습니다. 하지만 포인트 조명(Point lights)은 대부분의 광원 시뮬레이션에서 사용되기 때문에 중요합니다. 빛나는 전구로 묘사되는 거의 모든 것들은 다 포인트 조명입니다. 포인트 조명은 위치와 색상을 가지며, 방향은 가지고 있지 않습니다. 또한 조명의 중심에서 가장 강렬하며 거기서 멀어질수록 약해지기 때문에 구체의 모양이 나오게 됩니다. 이번 예제에서는 빛의 감쇠와 범위가 없는 기본적인 포인트 조명을 만들 것입니다.

이번 예제에서 다룰 두 번째 개념은 다중 광원입니다. 대부분의 장면이 방향성 광원 하나에 여러 개의 포인트 조명을 가지는 경우이기 때문에 포인트 조명이 다중 광원의 역할을 하기에 가장 적합합니다. 예를 들어 공장의 안쪽에 있다고 생각해 봅시다. 창문으로 들어오는 방향을 가진 빛이 있지만 또한 건물 내부를 적절히 밝혀 줄 수백개의 조명이 있을 것입니다. 참고로 HLSL을 사용한 DirectX 11에서는 한 화면에 들어가는 포인트 조명의 개수에 제한이 없기 때문에 모든 것은 여러분 하기에 달려 있습니다.

프레임워크

Light_vs.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: light_vs.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// DEFINES //
/////////////
#define NUM_LIGHTS 4
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer MatrixBuffer
{
    matrix worldMatrix;
    matrix viewMatrix;
    matrix projectionMatrix;
};
 
cbuffer LightPositionBuffer
{
    float4 lightPosition[NUM_LIGHTS];
};
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct VertexInputType
{
    float4 position : POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
       float3 normal : NORMAL;
};
 
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float3 lightPos1 : TEXCOORD1;
    float3 lightPos2 : TEXCOORD2;
    float3 lightPos3 : TEXCOORD3;
    float3 lightPos4 : TEXCOORD4;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Vertex Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PixelInputType LightVertexShader(VertexInputType input)
{
    PixelInputType output;
       float4 worldPosition;
 
    // 적절한 행렬 계산을 위해 위치 벡터를 4 단위로 변경합니다.
    input.position.w = 1.0f;
 
    // 월드, 뷰 및 투영 행렬에 대한 정점의 위치를 ​​계산합니다.
    output.position = mul(input.position, worldMatrix);
    output.position = mul(output.position, viewMatrix);
    output.position = mul(output.position, projectionMatrix);
    
    // 픽셀 쉐이더의 텍스처 좌표를 저장한다.
    output.tex = input.tex;
    
    // 월드 행렬에 대해서만 법선 벡터를 계산합니다.
    output.normal = mul(input.normal, (float3x3)worldMatrix);
    
    // 법선 벡터를 정규화합니다.
    output.normal = normalize(output.normal);
    
    // 세계의 정점 위치를 계산합니다.
    worldPosition = mul(input.position, worldMatrix);
 
    // 조명의 위치와 세계의 정점 위치를 기반으로 조명 위치를 결정합니다.
    output.lightPos1.xyz = lightPosition[0].xyz - worldPosition.xyz;
    output.lightPos2.xyz = lightPosition[1].xyz - worldPosition.xyz;
    output.lightPos3.xyz = lightPosition[2].xyz - worldPosition.xyz;
    output.lightPos4.xyz = lightPosition[3].xyz - worldPosition.xyz;
 
    // 라이트 위치 벡터를 정규화합니다.
    output.lightPos1 = normalize(output.lightPos1);
    output.lightPos2 = normalize(output.lightPos2);
    output.lightPos3 = normalize(output.lightPos3);
    output.lightPos4 = normalize(output.lightPos4);
 
    return output;
}

Light_ps.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: light_ps.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// DEFINES //
/////////////
#define NUM_LIGHTS 4
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
Texture2D shaderTexture;
SamplerState SampleType;
 
cbuffer LightColorBuffer
{
    float4 diffuseColor[NUM_LIGHTS];
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float3 lightPos1 : TEXCOORD1;
    float3 lightPos2 : TEXCOORD2;
    float3 lightPos3 : TEXCOORD3;
    float3 lightPos4 : TEXCOORD4;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pixel Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float4 LightPixelShader(PixelInputType input) : SV_TARGET
{
    float4 textureColor;
    float lightIntensity1, lightIntensity2, lightIntensity3, lightIntensity4;
    float4 color, color1, color2, color3, color4;
    
 
    // 조명의 위치에 따라이 픽셀에서 서로 다른 빛의 양을 계산합니다.
    lightIntensity1 = saturate(dot(input.normal, input.lightPos1));
    lightIntensity2 = saturate(dot(input.normal, input.lightPos2));
    lightIntensity3 = saturate(dot(input.normal, input.lightPos3));
    lightIntensity4 = saturate(dot(input.normal, input.lightPos4));
    
    // 네 개의 표시 등 각각의 확산 색상 양을 결정합니다.
    color1 = diffuseColor[0] * lightIntensity1;
    color2 = diffuseColor[1] * lightIntensity2;
    color3 = diffuseColor[2] * lightIntensity3;
    color4 = diffuseColor[3] * lightIntensity4;
 
    // 이 위치에서 텍스처 픽셀을 샘플링합니다.
    textureColor = shaderTexture.Sample(SampleType, input.tex);
 
    // 최종 결과를 얻으려면 텍스처 픽셀을 네 가지 밝은 색상의 조합으로 곱합니다.
    color = saturate(color1 + color2 + color3 + color4) * textureColor;
    
    return color;
}
 

Lightshaderclass.h

#pragma once
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
const int NUM_LIGHTS = 4;
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Class name: LightShaderClass
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class LightShaderClass
{
private:
    struct MatrixBufferType
    {
        XMMATRIX world;
        XMMATRIX view;
        XMMATRIX projection;
    };
 
    struct LightColorBufferType
    {
        XMFLOAT4 diffuseColor[NUM_LIGHTS];
    };
 
    struct LightPositionBufferType
    {
        XMFLOAT4 lightPosition[NUM_LIGHTS];
    };
public:
    LightShaderClass();
    LightShaderClass(const LightShaderClass&);
    ~LightShaderClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*, HWND);
    void Shutdown();
    bool Render(ID3D11DeviceContext*, int, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, ID3D11ShaderResourceView*, XMFLOAT4[], XMFLOAT4[]);
 
private:
    bool InitializeShader(ID3D11Device*, HWND, const WCHAR*, const WCHAR*);
    void ShutdownShader();
    void OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob*, HWND, const WCHAR*);
 
    bool SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext*, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, ID3D11ShaderResourceView*,
                             XMFLOAT4[], XMFLOAT4[]);
    void RenderShader(ID3D11DeviceContext*, int);
 
private:
    ID3D11VertexShader* m_vertexShader = nullptr;
    ID3D11PixelShader* m_pixelShader = nullptr;
    ID3D11InputLayout* m_layout = nullptr;
    ID3D11SamplerState* m_sampleState = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_matrixBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_lightColorBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_lightPositionBuffer = nullptr;
};

Lightshaderclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "LightShaderClass.h"
 
 
LightShaderClass::LightShaderClass()
{
}
 
 
LightShaderClass::LightShaderClass(const LightShaderClass& other)
{
}
 
 
LightShaderClass::~LightShaderClass()
{
}
 
 
bool LightShaderClass::Initialize(ID3D11Device* device, HWND hwnd)
{
    // 정점 및 픽셀 쉐이더를 초기화합니다.
    return InitializeShader(device, hwnd, L"../Dx11Demo_30/light_vs.hlsl", L"../Dx11Demo_30/light_ps.hlsl");
}
 
 
void LightShaderClass::Shutdown()
{
    // 버텍스 및 픽셀 쉐이더와 관련된 객체를 종료합니다.
    ShutdownShader();
}
 
 
bool LightShaderClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount, XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix,
    XMMATRIX projectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView* texture, XMFLOAT4 diffuseColor[], XMFLOAT4 lightPosition[])
{
    // 렌더링에 사용할 셰이더 매개 변수를 설정합니다.
    if (!SetShaderParameters(deviceContext, worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, texture, diffuseColor, lightPosition))
    {
        return false;
    }
 
    // 설정된 버퍼를 셰이더로 렌더링한다.
    RenderShader(deviceContext, indexCount);
 
    return true;
}
 
 
bool LightShaderClass::InitializeShader(ID3D11Device* device, HWND hwnd, const WCHAR* vsFilename, const WCHAR* psFilename)
{
    HRESULT result;
    ID3D10Blob* errorMessage = nullptr;
 
    // 버텍스 쉐이더 코드를 컴파일한다.
    ID3D10Blob* vertexShaderBuffer = nullptr;
    result = D3DCompileFromFile(vsFilename, NULL, NULL, "LightVertexShader", "vs_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                &vertexShaderBuffer, &errorMessage);
    if (FAILED(result))
    {
        // 셰이더 컴파일 실패시 오류메시지를 출력합니다.
        if (errorMessage)
        {
            OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, vsFilename);
        }
        // 컴파일 오류가 아니라면 셰이더 파일을 찾을 수 없는 경우입니다.
        else
        {
            MessageBox(hwnd, vsFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
        }
 
        return false;
    }
 
    // 픽셀 쉐이더 코드를 컴파일한다.
    ID3D10Blob* pixelShaderBuffer = nullptr;
    result = D3DCompileFromFile(psFilename, NULL, NULL, "LightPixelShader", "ps_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                &pixelShaderBuffer, &errorMessage);
    if (FAILED(result))
    {
        // 셰이더 컴파일 실패시 오류메시지를 출력합니다.
        if (errorMessage)
        {
            OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, psFilename);
        }
        // 컴파일 오류가 아니라면 셰이더 파일을 찾을 수 없는 경우입니다.
        else
        {
            MessageBox(hwnd, psFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
        }
 
        return false;
    }
 
    // 버퍼로부터 정점 셰이더를 생성한다.
    result = device->CreateVertexShader(vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                        &m_vertexShader);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 버퍼에서 픽셀 쉐이더를 생성합니다.
    result = device->CreatePixelShader(pixelShaderBuffer->GetBufferPointer(), pixelShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                       &m_pixelShader);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 정점 입력 레이아웃 구조체를 설정합니다.
    // 이 설정은 ModelClass와 셰이더의 VertexType 구조와 일치해야합니다.
    D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC polygonLayout[3];
    polygonLayout[0].SemanticName = "POSITION";
    polygonLayout[0].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[0].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
    polygonLayout[0].InputSlot = 0;
    polygonLayout[0].AlignedByteOffset = 0;
    polygonLayout[0].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[0].InstanceDataStepRate = 0;
 
    polygonLayout[1].SemanticName = "TEXCOORD";
    polygonLayout[1].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[1].Format = DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT;
    polygonLayout[1].InputSlot = 0;
    polygonLayout[1].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
    polygonLayout[1].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[1].InstanceDataStepRate = 0;
 
    polygonLayout[2].SemanticName = "NORMAL";
    polygonLayout[2].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[2].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
    polygonLayout[2].InputSlot = 0;
    polygonLayout[2].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
    polygonLayout[2].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[2].InstanceDataStepRate = 0;
 
    // 레이아웃의 요소 수를 가져옵니다.
    UINT numElements = sizeof(polygonLayout) / sizeof(polygonLayout[0]);
 
    // 정점 입력 레이아웃을 만듭니다.
    result = device->CreateInputLayout(polygonLayout, numElements, vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(),
        vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), &m_layout);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 더 이상 사용되지 않는 정점 셰이더 퍼버와 픽셀 셰이더 버퍼를 해제합니다.
    vertexShaderBuffer->Release();
    vertexShaderBuffer = 0;
 
    pixelShaderBuffer->Release();
    pixelShaderBuffer = 0;
 
    // 텍스처 샘플러 상태 구조체를 생성 및 설정합니다.
    D3D11_SAMPLER_DESC samplerDesc;
    samplerDesc.Filter = D3D11_FILTER_MIN_MAG_MIP_LINEAR;
    samplerDesc.AddressU = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
    samplerDesc.AddressV = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
    samplerDesc.AddressW = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
    samplerDesc.MipLODBias = 0.0f;
    samplerDesc.MaxAnisotropy = 1;
    samplerDesc.ComparisonFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS;
    samplerDesc.BorderColor[0] = 0;
    samplerDesc.BorderColor[1] = 0;
    samplerDesc.BorderColor[2] = 0;
    samplerDesc.BorderColor[3] = 0;
    samplerDesc.MinLOD = 0;
    samplerDesc.MaxLOD = D3D11_FLOAT32_MAX;
 
    // 텍스처 샘플러 상태를 만듭니다.
    result = device->CreateSamplerState(&samplerDesc, &m_sampleState);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 정점 셰이더에 있는 행렬 상수 버퍼의 구조체를 작성합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC matrixBufferDesc;
    matrixBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
    matrixBufferDesc.ByteWidth = sizeof(MatrixBufferType);
    matrixBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
    matrixBufferDesc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
    matrixBufferDesc.MiscFlags = 0;
    matrixBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // 상수 버퍼 포인터를 만들어 이 클래스에서 정점 셰이더 상수 버퍼에 접근할 수 있게 합니다.
    result = device->CreateBuffer(&matrixBufferDesc, NULL, &m_matrixBuffer);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 픽셀 쉐이더에있는 동적 상수 버퍼의 설명을 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC lightColorBufferDesc;
    lightColorBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
    lightColorBufferDesc.ByteWidth = sizeof(LightColorBufferType);
    lightColorBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
    lightColorBufferDesc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
    lightColorBufferDesc.MiscFlags = 0;
    lightColorBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // 이 클래스 내에서 픽셀 쉐이더 상수 버퍼에 액세스 할 수 있도록 상수 버퍼 포인터를 만듭니다.
    result = device->CreateBuffer(&lightColorBufferDesc, NULL, &m_lightColorBuffer);
    if(FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 정점 셰이더에있는 동적 상수 버퍼의 설명을 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC lightPositionBufferDesc;
    lightPositionBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
    lightPositionBufferDesc.ByteWidth = sizeof(LightPositionBufferType);
    lightPositionBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
    lightPositionBufferDesc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
    lightPositionBufferDesc.MiscFlags = 0;
    lightPositionBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // 이 클래스 내에서 정점 셰이더 상수 버퍼에 액세스 할 수 있도록 상수 버퍼 포인터를 만듭니다.
    result = device->CreateBuffer(&lightPositionBufferDesc, NULL, &m_lightPositionBuffer);
    if(FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
void LightShaderClass::ShutdownShader()
{
    // 광원 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_lightColorBuffer)
    {
        m_lightColorBuffer->Release();
        m_lightColorBuffer = 0;
    }
    if(m_lightPositionBuffer)
    {
        m_lightPositionBuffer->Release();
        m_lightPositionBuffer = 0;
    }
 
    // 행렬 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_matrixBuffer)
    {
        m_matrixBuffer->Release();
        m_matrixBuffer = 0;
    }
 
    // 샘플러 상태를 해제한다.
    if (m_sampleState)
    {
        m_sampleState->Release();
        m_sampleState = 0;
    }
 
    // 레이아웃을 해제합니다.
    if (m_layout)
    {
        m_layout->Release();
        m_layout = 0;
    }
 
    // 픽셀 쉐이더를 해제합니다.
    if (m_pixelShader)
    {
        m_pixelShader->Release();
        m_pixelShader = 0;
    }
 
    // 버텍스 쉐이더를 해제합니다.
    if (m_vertexShader)
    {
        m_vertexShader->Release();
        m_vertexShader = 0;
    }
}
 
 
void LightShaderClass::OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob* errorMessage, HWND hwnd, const WCHAR* shaderFilename)
{
    // 에러 메시지를 출력창에 표시합니다.
    OutputDebugStringA(reinterpret_cast<const char*>(errorMessage->GetBufferPointer()));
 
    // 에러 메세지를 반환합니다.
    errorMessage->Release();
    errorMessage = 0;
 
    // 컴파일 에러가 있음을 팝업 메세지로 알려줍니다.
    MessageBox(hwnd, L"Error compiling shader.", shaderFilename, MB_OK);
}
 
bool LightShaderClass::SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext* deviceContext, XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix,
    XMMATRIX projectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView* texture, XMFLOAT4 diffuseColor[], XMFLOAT4 lightPosition[])
{
    // 행렬을 transpose하여 셰이더에서 사용할 수 있게 합니다
    worldMatrix = XMMatrixTranspose(worldMatrix);
    viewMatrix = XMMatrixTranspose(viewMatrix);
    projectionMatrix = XMMatrixTranspose(projectionMatrix);
 
    // 상수 버퍼의 내용을 쓸 수 있도록 잠급니다.
    D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedResource;
    if (FAILED(deviceContext->Map(m_matrixBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    MatrixBufferType* dataPtr = (MatrixBufferType*)mappedResource.pData;
 
 
    // 상수 버퍼에 행렬을 복사합니다.
    dataPtr->world = worldMatrix;
    dataPtr->view = viewMatrix;
    dataPtr->projection = projectionMatrix;
 
    // 상수 버퍼의 잠금을 풉니다.
    deviceContext->Unmap(m_matrixBuffer, 0);
 
    // 정점 셰이더에서의 상수 버퍼의 위치를 설정합니다.
    unsigned int bufferNumber = 0;
 
    // 마지막으로 정점 셰이더의 상수 버퍼를 바뀐 값으로 바꿉니다.
    deviceContext->VSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_matrixBuffer);
 
    // light constant buffer를 잠글 수 있도록 기록한다.
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_lightPositionBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    LightPositionBufferType* dataPtr2 = (LightPositionBufferType*)mappedResource.pData;
 
    // 라이트 위치 변수를 상수 버퍼에 복사합니다.
    dataPtr2->lightPosition[0] = lightPosition[0];
    dataPtr2->lightPosition[1] = lightPosition[1];
    dataPtr2->lightPosition[2] = lightPosition[2];
    dataPtr2->lightPosition[3] = lightPosition[3];
 
    // 상수 버퍼의 잠금을 해제합니다.
    deviceContext->Unmap(m_lightPositionBuffer, 0);
 
    // 버텍스 쉐이더에서 상수 버퍼의 위치를 ​​설정합니다.
    bufferNumber = 1;
 
    // 마지막으로 버텍스 쉐이더에서 상수 버퍼를 업데이트 된 값으로 설정합니다.
    deviceContext->VSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_lightPositionBuffer);
 
    // 픽셀 셰이더에서 셰이더 텍스처 리소스를 설정합니다.
    deviceContext->PSSetShaderResources(0, 1, &texture);
 
    // 라이트 컬러 상수 버퍼를 잠글 수 있도록 기록한다.
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_lightColorBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    LightColorBufferType* dataPtr3 = (LightColorBufferType*)mappedResource.pData;
 
    // 밝은 색 변수를 상수 버퍼에 복사합니다.
    dataPtr3->diffuseColor[0] = diffuseColor[0];
    dataPtr3->diffuseColor[1] = diffuseColor[1];
    dataPtr3->diffuseColor[2] = diffuseColor[2];
    dataPtr3->diffuseColor[3] = diffuseColor[3];
 
    // 밝은 색 변수를 상수 버퍼에 복사합니다.
    deviceContext->Unmap(m_lightColorBuffer, 0);
 
    // 픽셀 쉐이더에서 상수 버퍼의 위치를 ​​설정합니다.
    bufferNumber = 0;
 
    // 마지막으로 업데이트 된 값으로 픽셀 쉐이더에 상수 버퍼를 설정합니다.
    deviceContext->PSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_lightColorBuffer);
 
    return true;
}
 
 
void LightShaderClass::RenderShader(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount)
{
    // 정점 입력 레이아웃을 설정합니다.
    deviceContext->IASetInputLayout(m_layout);
 
    // 삼각형을 그릴 정점 셰이더와 픽셀 셰이더를 설정합니다.
    deviceContext->VSSetShader(m_vertexShader, NULL, 0);
    deviceContext->PSSetShader(m_pixelShader, NULL, 0);
 
    // 픽셀 쉐이더에서 샘플러 상태를 설정합니다.
    deviceContext->PSSetSamplers(0, 1, &m_sampleState);
 
    // 삼각형을 그립니다.
    deviceContext->DrawIndexed(indexCount, 0, 0);
}

LightClass는 방향이 있는 조명 대신 포인트 조명을 사용하도록 바꾸었습니다. 이 예제에서 필요한 조명의 위치와 색상을 이용하기 위한 변수들과 보조 함수들이 추가됐습니다.

Lightclass.h

#pragma once
 
class LightClass
{
public:
    LightClass();
    LightClass(const LightClass&);
    ~LightClass();
 
    void SetDiffuseColor(float, float, float, float);
    void SetPosition(float, float, float);
 
    XMFLOAT4 GetDiffuseColor();
    XMFLOAT4 GetPosition();
 
private:
    XMFLOAT4 m_diffuseColor;
    XMFLOAT4 m_position;
};

Lightclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "LightClass.h"
 
 
LightClass::LightClass()
{
}
 
 
LightClass::LightClass(const LightClass& other)
{
}
 
 
LightClass::~LightClass()
{
}
 
 
void LightClass::SetDiffuseColor(float red, float green, float blue, float alpha)
{
    m_diffuseColor = XMFLOAT4(red, green, blue, alpha);
}
 
void LightClass::SetPosition(float x, float y, float z)
{
    m_position = XMFLOAT4(x, y, z, 1.0f);
}
 
 
XMFLOAT4 LightClass::GetDiffuseColor()
{
    return m_diffuseColor;
}
 
 
XMFLOAT4 LightClass::GetPosition()
{
    return m_position;
}

Graphicsclass.h

#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 CameraClass;
class ModelClass;
class LightShaderClass;
class LightClass;
 
 
 
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;
    CameraClass* m_Camera = nullptr;
    ModelClass* m_Model = nullptr;
    LightShaderClass* m_LightShader = nullptr;
    LightClass *m_Light1 = nullptr;
    LightClass *m_Light2 = nullptr;
    LightClass *m_Light3 = nullptr;
    LightClass *m_Light4 = nullptr;
};

Graphicsclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "d3dclass.h"
#include "cameraclass.h"
#include "modelclass.h"
#include "lightclass.h"
#include "lightshaderclass.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 = new D3DClass;
    if (!m_Direct3D)
    {
        return false;
    }
 
    // Direct3D 객체 초기화
    bool result = m_Direct3D->Initialize(screenWidth, screenHeight, VSYNC_ENABLED, hwnd, FULL_SCREEN, 
                                         SCREEN_DEPTH, SCREEN_NEAR);
    if (!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize Direct3D.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // m_Camera 객체 생성
    m_Camera = new CameraClass;
    if (!m_Camera)
    {
        return false;
    }
 
    // 모델 객체를 생성합니다.
    m_Model = new ModelClass;
    if(!m_Model)
    {
        return false;
    }
 
    // 모델 객체를 초기화합니다.
    result = m_Model->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), L"../Dx11Demo_30/data/stone01.dds", 
                                                                                     "../Dx11Demo_30/data/plane01.txt");
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the model object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 라이트 쉐이더 객체를 만듭니다.
    m_LightShader = new LightShaderClass;
    if(!m_LightShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 라이트 쉐이더 객체를 초기화합니다.
    result = m_LightShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the light shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 첫 번째 조명 객체를 만듭니다.
    m_Light1 = new LightClass;
    if(!m_Light1)
    {
        return false;
    }
 
    // 첫 번째 조명 객체를초기화합니다.
    m_Light1->SetDiffuseColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    m_Light1->SetPosition(-3.0f, 1.0f, 3.0f);
 
    // 두 번째 조명 객체를 만듭니다.
    m_Light2 = new LightClass;
    if(!m_Light2)
    {
        return false;
    }
 
    // 두 번째 조명 객체를 초기화합니다.
    m_Light2->SetDiffuseColor(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
    m_Light2->SetPosition(3.0f, 1.0f, 3.0f);
 
    // 세 번째 조명 객체를 만듭니다.
    m_Light3 = new LightClass;
    if(!m_Light3)
    {
        return false;
    }
 
    // 세 번째 조명 객체를 초기화합니다.
    m_Light3->SetDiffuseColor(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);
    m_Light3->SetPosition(-3.0f, 1.0f, -3.0f);
 
    // 네 번째 조명 객체를 만듭니다.
    m_Light4 = new LightClass;
    if(!m_Light4)
    {
        return false;
    }
 
    // 네 번째 조명 객체를 초기화합니다.
    m_Light4->SetDiffuseColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
    m_Light4->SetPosition(3.0f, 1.0f, -3.0f);
 
    return true;
}
 
 
void GraphicsClass::Shutdown()
{
    // 조명 객체들을 해제합니다.
    if(m_Light1)
    {
        delete m_Light1;
        m_Light1 = 0;
    }
 
    if(m_Light2)
    {
        delete m_Light2;
        m_Light2 = 0;
    }
 
    if(m_Light3)
    {
        delete m_Light3;
        m_Light3 = 0;
    }
 
    if(m_Light4)
    {
        delete m_Light4;
        m_Light4 = 0;
    }
 
    // 라이트 쉐이더 객체를 해제합니다.
    if(m_LightShader)
    {
        m_LightShader->Shutdown();
        delete m_LightShader;
        m_LightShader = 0;
    }
 
    // 모델 객체를 해제합니다.
    if(m_Model)
    {
        m_Model->Shutdown();
        delete m_Model;
        m_Model = 0;
    }
 
    // 카메라 객체를 해제합니다.
    if(m_Camera)
    {
        delete m_Camera;
        m_Camera = 0;
    }
 
    // Direct3D 객체 반환
    if (m_Direct3D)
    {
        m_Direct3D->Shutdown();
        delete m_Direct3D;
        m_Direct3D = 0;
    }
}
 
 
bool GraphicsClass::Frame()
{
    // 카메라 위치를 설정합니다.
    m_Camera->SetPosition(0.0f, 2.0f, -12.0f);
 
    // 장면을 렌더링합니다.
    return Render();
}
 
 
bool GraphicsClass::Render()
{
    XMMATRIX worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix;
    XMFLOAT4 diffuseColor[4];
    XMFLOAT4 lightPosition[4];
    bool result;
 
 
    // 4 개의 밝은 색상에서 확산 색상 배열을 만듭니다.
    diffuseColor[0] = m_Light1->GetDiffuseColor();
    diffuseColor[1] = m_Light2->GetDiffuseColor();
    diffuseColor[2] = m_Light3->GetDiffuseColor();
    diffuseColor[3] = m_Light4->GetDiffuseColor();
 
    // 네 개의 가벼운 위치에서 가벼운 위치 배열을 만듭니다.
    lightPosition[0] = m_Light1->GetPosition();
    lightPosition[1] = m_Light2->GetPosition();
    lightPosition[2] = m_Light3->GetPosition();
    lightPosition[3] = m_Light4->GetPosition();
 
    // 장면을 시작할 버퍼를 지운다.
    m_Direct3D->BeginScene(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다.
    m_Camera->Render();
 
    // 카메라 및 d3d 객체에서 월드, 뷰 및 투영 행렬을 가져옵니다.
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
    m_Camera->GetViewMatrix(viewMatrix);
    m_Direct3D->GetProjectionMatrix(projectionMatrix);
 
    // 모델 버텍스와 인덱스 버퍼를 그래픽 파이프 라인에 배치하여 드로잉을 준비합니다.
    m_Model->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 라이트 쉐이더와 광원 배열을 사용하여 모델을 렌더링합니다.
    result = m_LightShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_Model->GetIndexCount(), worldMatrix, viewMatrix,
                                   projectionMatrix, m_Model->GetTexture(), diffuseColor, lightPosition);
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 렌더링 된 장면을 화면에 표시합니다.
    m_Direct3D->EndScene();
 
    return true;
}

출력 화면

마치면서

이제 여러분은 포인트 조명과 여러 개의 광원을 이용한 라이팅의 기본적인 개념을 이해하셨으리라 생각합니다.

연습문제

1. 프로그램을 컴파일하여 실행해 보십시오. 4개의 포인트 조명으로 비춰지는 평면이 나타날 것입니다.

2. 빨강, 초록, 파랑색의 조명을 모두 같은 위치에 놓아 보십시오. 최종 색이 하얀색으로 나타날 것입니다.

3. 조명의 색상과 위치를 바꾸어서 다른 효과를 주어 보십시오.

4. 다섯 번째 포인트 조명을 배치해 보십시오.

5. 하나의 포인트 조명만을 사용하여 나타나는 효과를 확인해 보십시오.

소스코드

소스코드 : Dx11Demo_30.zip