[DirectX11] Tutorial 38 - 하드웨어 테셀레이션

Tutorial 38 - 하드웨어 테셀레이션

원문 : http://www.rastertek.com/dx11tut38.html

 하드웨어 테셀레이션은 이전 버전에서는 사용할 수 없었던 DirectX 11의 새로운 기능 중 하나입니다. 이 듀토리얼에서는 DirectX 11과 HLSL 및 C ++를 사용하여 테셀레이션을 수행하는 방법에 대해 설명합니다.

이전에 모델, 지형 등을 테셀레이션하려면 소프트웨어에서 폴리곤 메쉬의 세분화를 수행해야합니다. 하위 분할이 완료되면 생성 한 다수의 다각형을 비디오 카드로 보냅니다. 그러나이 테셀레이션 방법은 비효율적이었으며 렌더링 성능 병목 현상을 야기했습니다. 그러나 이제 DirectX 11 및 쉐이더 모델 5를 사용하여 기본 폴리곤 메쉬를 비디오 카드에 전송 한 다음 하드웨어에서 특정 하위 분할 알고리즘을 수행하도록 비디오 카드에 지시 할 수 있습니다. 새로운 프로그래밍 가능 선체 및 도메인 쉐이더를 사용하여 하위 프로그램의 프로그래밍을 완벽하게 제어 할 수 있습니다.

대부분의 듀토리얼에서는 대개 정점 및 픽셀 쉐이더를 작성합니다. 그리고 그래픽 파이프 라인에 많은 단계가 있지만 우리는 지금까지 두 가지 프로그램 가능한 부분만을 염려하고 있습니다. 그래서 대개 우리 프로그램 흐름은 다음과 같이 보일 것입니다 :

 기존의 쉐이딩 프로그래밍에서 Hull 쉐이더와 Domain 쉐이더가 추가되어 테셀레이션을 작성합니다. 간단히 말해서, 주된 변화는 프로그래밍 가능한 버텍스 쉐이더가 세 부분으로 나뉘어져 있다는 점입니다. 이 세 부분은 정점 셰이더, 선체 셰이더 및 도메인 셰이더입니다. 테셀레이션은 선체와 도메인 쉐이더 사이에서 발생합니다. 픽셀 쉐이더는 그대로 유지됩니다. 따라서 업데이트 된 프로그램 흐름은 다음과 같습니다.

또한 비디오 카드에 삼각형 목록을 보내는 대신 패치 목록을 보냅니다. 패치는 제어점으로 구성된 프리미티브입니다. 예를 들어 비디오 카드에 단일 삼각형을 보내면 3 개의 제어점이있는 단일 패치로 간주됩니다.

이 과정은 매우 복잡 할 수 있지만 이 튜토리얼에서는 테셀레이션의 기초만 설명하려고 합니다. '튜토리얼 4 - 버퍼, 쉐이더 및 HLSL'를 수정하고 하나의 녹색 삼각형을 많은 정점으로 이루어진 삼각형 메쉬로 테셀레이션 합니다. 먼저 하드웨어 테셀레이션을 구현하기 위해 버텍스 쉐이더를 수정하는 방법을 살펴 보는 것으로 시작합니다.

Color_vs.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: color_vs.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct VertexInputType
{
    float3 position : POSITION;
    float4 color : COLOR;
};
 
struct HullInputType
{
    float3 position : POSITION;
    float4 color : COLOR;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Vertex Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
HullInputType ColorVertexShader(VertexInputType input)
{
    HullInputType output;
 
    // 정점 위치를 선체 쉐이더에 전달합니다.
    output.position = input.position;
    
    // 픽셀 쉐이더가 사용할 입력 색상을 저장합니다.
    output.color = input.color;
    
    return output;
}

Hull 셰이더는 패치 상수 함수와 Hull 셰이더 자체의 두 부분으로 구성됩니다.

Color_hs.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: color_hs.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer TessellationBuffer
{
    float tessellationAmount;
    float3 padding;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct HullInputType
{
    float3 position : POSITION;
    float4 color : COLOR;
};
 
struct ConstantOutputType
{
    float edges[3] : SV_TessFactor;
    float inside : SV_InsideTessFactor;
};
 
struct HullOutputType
{
    float3 position : POSITION;
    float4 color : COLOR;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Patch Constant Function
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ConstantOutputType ColorPatchConstantFunction(InputPatch<HullInputType, 3> inputPatch, uint patchId : SV_PrimitiveID)
{    
    ConstantOutputType output;
 
    // 삼각형의 세 모서리에 대한 모따기 인수를 설정합니다.
    output.edges[0] = tessellationAmount;
    output.edges[1] = tessellationAmount;
    output.edges[2] = tessellationAmount;
 
    // 트라이앵글 내부를 테셀레이션하기위한 테셀레이션 계수를 설정합니다.
    output.inside = tessellationAmount;
 
    return output;
}
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Hull Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
[domain("tri")]
[partitioning("integer")]
[outputtopology("triangle_cw")]
[outputcontrolpoints(3)]
[patchconstantfunc("ColorPatchConstantFunction")]
 
HullOutputType ColorHullShader(InputPatch<HullInputType, 3> patch, uint pointId : SV_OutputControlPointID, 
                               uint patchId : SV_PrimitiveID)
{
    HullOutputType output;
 
 
    // 이 제어점의 위치를 ​​출력 위치로 설정합니다.
    output.position = patch[pointId].position;
 
    // 입력 색상을 출력 색상으로 설정합니다.
    output.color = patch[pointId].color;
 
    return output;
}

도메인 쉐이더는 모자이크 처리 된 데이터를 받아서 버텍스 쉐이더에서 이전에 사용한 것과 같은 최종 꼭지점을 조작하고 변환하는 데 사용됩니다.

Color_ds.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: color_ds.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer MatrixBuffer
{
    matrix worldMatrix;
    matrix viewMatrix;
    matrix projectionMatrix;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct ConstantOutputType
{
    float edges[3] : SV_TessFactor;
    float inside : SV_InsideTessFactor;
};
 
struct HullOutputType
{
    float3 position : POSITION;
    float4 color : COLOR;
};
 
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float4 color : COLOR;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Domain Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
[domain("tri")]
 
PixelInputType ColorDomainShader(ConstantOutputType input, float3 uvwCoord : SV_DomainLocation, 
                                 const OutputPatch<HullOutputType, 3> patch)
{
    float3 vertexPosition;
    PixelInputType output;
    
    // 새로운 정점의 위치를 ​​결정한다.
    vertexPosition = uvwCoord.x * patch[0].position + uvwCoord.y * patch[1].position + uvwCoord.z * patch[2].position;
 
    // 월드, 뷰 및 투영 행렬에 대해 새 정점의 위치를 ​​계산합니다.
    output.position = mul(float4(vertexPosition, 1.0f), worldMatrix);
    output.position = mul(output.position, viewMatrix);
    output.position = mul(output.position, projectionMatrix);
 
    // 입력 색상을 픽셀 쉐이더로 보낸다.
    output.color = patch[0].color;
 
    return output;
}

픽셀 쉐이더는 원래의 색 삼각형 튜토리얼과 동일하게 유지됩니다.

Color_ps.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: color_ps.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float4 color : COLOR;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pixel Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float4 ColorPixelShader(PixelInputType input) : SV_TARGET
{
    return input.color;
}

ColorShaderClass가 테셀레이션을 처리하도록 수정되었습니다.

Colorshaderclass.h

#pragma once
 
class ColorShaderClass : public AlignedAllocationPolicy<16>
{
private:
    struct MatrixBufferType
    {
        XMMATRIX world;
        XMMATRIX view;
        XMMATRIX projection;
    };
 
    struct TessellationBufferType
    {
        float tessellationAmount;
        XMFLOAT3 padding;
    };
 
public:
    ColorShaderClass();
    ColorShaderClass(const ColorShaderClass&);
    ~ColorShaderClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*, HWND);
    void Shutdown();
    bool Render(ID3D11DeviceContext*, int, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, float);
 
private:
    bool InitializeShader(ID3D11Device*, HWND, const WCHAR*, const WCHAR*, const WCHAR*, const WCHAR*);
    void ShutdownShader();
    void OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob*, HWND, const WCHAR*);
 
    bool SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext*, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, float);
    void RenderShader(ID3D11DeviceContext*, int);
 
private:
    ID3D11VertexShader* m_vertexShader = nullptr;
    ID3D11HullShader* m_hullShader = nullptr;
    ID3D11DomainShader* m_domainShader = nullptr;
    ID3D11PixelShader* m_pixelShader = nullptr;
    ID3D11InputLayout* m_layout = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_matrixBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_tessellationBuffer = nullptr;
};

Colorshaderclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "colorshaderclass.h"
 
 
ColorShaderClass::ColorShaderClass()
{
}
 
 
ColorShaderClass::ColorShaderClass(const ColorShaderClass& other)
{
}
 
 
ColorShaderClass::~ColorShaderClass()
{
}
 
 
bool ColorShaderClass::Initialize(ID3D11Device* device, HWND hwnd)
{
    // 정점 및 픽셀 쉐이더를 초기화합니다.
    return InitializeShader(device, hwnd, L"../Dx11Demo_38/color_vs.hlsl", L"../Dx11Demo_38/color_hs.hlsl",
                            L"../Dx11Demo_38/color_ds.hlsl", L"../Dx11Demo_38/color_ps.hlsl");
}
 
 
void ColorShaderClass::Shutdown()
{
    // 버텍스 및 픽셀 쉐이더와 관련된 객체를 종료합니다.
    ShutdownShader();
}
 
 
bool ColorShaderClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount, 
    XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix, XMMATRIX projectionMatrix, float tessellationAmount)
{
    // 렌더링에 사용할 셰이더 매개 변수를 설정합니다.
    if(!SetShaderParameters(deviceContext, worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, tessellationAmount))
    {
        return false;
    }
 
    // 설정된 버퍼를 셰이더로 렌더링한다.
    RenderShader(deviceContext, indexCount);
 
    return true;
}
 
 
bool ColorShaderClass::InitializeShader(ID3D11Device* device, HWND hwnd, const WCHAR* vsFilename, const WCHAR* hsFilename,
                                        const WCHAR* dsFilename, const WCHAR* psFilename)
{
    ID3D10Blob* errorMessage = nullptr;
 
    // 버텍스 쉐이더 코드를 컴파일한다.
    ID3D10Blob* vertexShaderBuffer = nullptr;
    if(FAILED(D3DCompileFromFile(vsFilename, NULL, NULL, "ColorVertexShader", "vs_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                 &vertexShaderBuffer, &errorMessage)))
    {
        // 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;
    }
 
    // 선체 쉐이더 코드를 컴파일합니다.
    ID3D10Blob* hullShaderBuffer = nullptr;
    if (FAILED(D3DCompileFromFile(hsFilename, NULL, NULL, "ColorHullShader", "hs_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                  &hullShaderBuffer, &errorMessage)))
    {
        // 셰이더가 컴파일에 실패하면 오류 메시지에 무엇인가가 써 있어야합니다.
        if(errorMessage)
        {
            OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, hsFilename);
        }
        // 오류 메시지에 아무 것도 없으면 단순히 셰이더 파일 자체를 찾을 수 없습니다.
        else
        {
            MessageBox(hwnd, hsFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
        }
 
        return false;
    }
 
    // 도메인 쉐이더 코드를 컴파일한다.
    ID3D10Blob* domainShaderBuffer = nullptr;
    if (FAILED(D3DCompileFromFile(dsFilename, NULL, NULL, "ColorDomainShader", "ds_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                  &domainShaderBuffer, &errorMessage)))
    {
        // 셰이더가 컴파일에 실패하면 오류 메시지에 무엇인가가 써 있어야합니다.
        if(errorMessage)
        {
            OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, dsFilename);
        }
        // 오류 메시지에 아무 것도 없으면 단순히 셰이더 파일 자체를 찾을 수 없습니다.
        else
        {
            MessageBox(hwnd, dsFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
        }
 
        return false;
    }
    
    // 픽셀 쉐이더 코드를 컴파일한다.
    ID3D10Blob* pixelShaderBuffer = nullptr;
    if(FAILED(D3DCompileFromFile(psFilename, NULL, NULL, "ColorPixelShader", "ps_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                 &pixelShaderBuffer, &errorMessage)))
    {
        // 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.
    if(FAILED(device->CreateVertexShader(vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                         &m_vertexShader)))
    {
        return false;
    }
    
    // 버퍼에서 선체 쉐이더를 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateHullShader(hullShaderBuffer->GetBufferPointer(), hullShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                       &m_hullShader)))
    {
        return false;
    }
 
    // 버퍼에서 도메인 셰이더를 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateDomainShader(domainShaderBuffer->GetBufferPointer(), domainShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                         &m_domainShader)))
    {
        return false;
    }
 
    // 버퍼에서 픽셀 쉐이더를 생성합니다.
    if(FAILED(device->CreatePixelShader(pixelShaderBuffer->GetBufferPointer(), pixelShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                        &m_pixelShader)))
    {
        return false;
    }
 
    // 정점 입력 레이아웃 구조체를 설정합니다.
    // 이 설정은 ModelClass와 셰이더의 VertexType 구조와 일치해야합니다.
    D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC polygonLayout[2];
    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 = "COLOR";
    polygonLayout[1].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[1].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32A32_FLOAT;
    polygonLayout[1].InputSlot = 0;
    polygonLayout[1].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
    polygonLayout[1].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[1].InstanceDataStepRate = 0;
 
    // 레이아웃의 요소 수를 가져옵니다.
    unsigned int numElements = sizeof(polygonLayout) / sizeof(polygonLayout[0]);
 
    // 정점 입력 레이아웃을 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateInputLayout(polygonLayout, numElements, vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), 
                                        vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), &m_layout)))
    {
        return false;
    }
 
    // 더 이상 사용되지 않는 정점 셰이더 퍼버와 픽셀 셰이더 버퍼를 해제합니다.
    vertexShaderBuffer->Release();
    vertexShaderBuffer = 0;
 
    hullShaderBuffer->Release();
    hullShaderBuffer = 0;
 
    domainShaderBuffer->Release();
    domainShaderBuffer = 0;
 
    pixelShaderBuffer->Release();
    pixelShaderBuffer = 0;
 
    // 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.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&matrixBufferDesc, NULL, &m_matrixBuffer)))
    {
        return false;
    }
    
    // 선체 셰이더에있는 동적 테셀레이션 상수 버퍼의 설명을 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC tessellationBufferDesc;
    tessellationBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
    tessellationBufferDesc.ByteWidth = sizeof(TessellationBufferType);
    tessellationBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
    tessellationBufferDesc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
    tessellationBufferDesc.MiscFlags = 0;
    tessellationBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // 이 클래스 내에서 선체 쉐이더 상수 버퍼에 액세스 할 수 있도록 상수 버퍼 포인터를 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&tessellationBufferDesc, NULL, &m_tessellationBuffer)))
    {
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
void ColorShaderClass::ShutdownShader()
{
    // 테셀레이션 상수 버퍼를 해제합니다.
    if (m_tessellationBuffer)
    {
        m_tessellationBuffer->Release();
        m_tessellationBuffer = 0;
    }
 
    // 행렬 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_matrixBuffer)
    {
        m_matrixBuffer->Release();
        m_matrixBuffer = 0;
    }
 
    // 레이아웃을 해제합니다.
    if(m_layout)
    {
        m_layout->Release();
        m_layout = 0;
    }
 
    // 픽셀 쉐이더를 해제합니다.
    if(m_pixelShader)
    {
        m_pixelShader->Release();
        m_pixelShader = 0;
    }
 
    // 도메인 셰이더를 놓습니다.
    if (m_domainShader)
    {
        m_domainShader->Release();
        m_domainShader = 0;
    }
 
    // 선체 셰이더를 놓습니다.
    if (m_hullShader)
    {
        m_hullShader->Release();
        m_hullShader = 0;
    }
 
    // 버텍스 쉐이더를 놓습니다.
    if(m_vertexShader)
    {
        m_vertexShader->Release();
        m_vertexShader = 0;
    }
}
 
 
void ColorShaderClass::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 ColorShaderClass::SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext* deviceContext, XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix,
                                           XMMATRIX projectionMatrix, float tessellationAmount)
{
    // 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 bufferNumber = 0;
 
    // 마지막으로 업데이트 된 값으로 도메인 셰이더의 행렬 상수 버퍼를 설정합니다.
    deviceContext->DSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_matrixBuffer);
 
    // 테설레이션 상수 버퍼를 쓸 수 있도록 잠금합니다.
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_tessellationBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 테셀레이션 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    TessellationBufferType* dataPtr2 = (TessellationBufferType*)mappedResource.pData;
 
    // 테셀레이션 데이터를 상수 버퍼에 복사합니다.
    dataPtr2->tessellationAmount = tessellationAmount;
    dataPtr2->padding = XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
 
    // 테설레이션 상수 버퍼의 잠금을 해제합니다.
    deviceContext->Unmap(m_tessellationBuffer, 0);
 
    // 선체 셰이더에 테셀레이션 상수 버퍼의 위치를 ​​설정합니다.
    bufferNumber = 0;
 
    // 이제 업데이트 된 값으로 선체 쉐이더에서 테셀레이션 상수 버퍼를 설정합니다.
    deviceContext->HSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_tessellationBuffer);
 
    return true;
}
 
 
void ColorShaderClass::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->HSSetShader(m_hullShader, NULL, 0);
    deviceContext->DSSetShader(m_domainShader, NULL, 0);
    deviceContext->PSSetShader(m_pixelShader, NULL, 0);
 
    // 삼각형을 그립니다.
    deviceContext->DrawIndexed(indexCount, 0, 0);
}

Modelclass.h

#pragma once
 
class ModelClass : public AlignedAllocationPolicy<16>
{
private:
    struct VertexType
    {
        XMFLOAT3 position;
        XMFLOAT4 color;
    };
 
public:
    ModelClass();
    ModelClass(const ModelClass&);
    ~ModelClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*);
    void Shutdown();
    void Render(ID3D11DeviceContext*);
 
    int GetIndexCount();
 
private:
    bool InitializeBuffers(ID3D11Device*);
    void ShutdownBuffers();
    void RenderBuffers(ID3D11DeviceContext*);
 
private:
    ID3D11Buffer* m_vertexBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_indexBuffer = nullptr;
    int m_vertexCount = 0;
    int m_indexCount = 0;
};

Modelclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "modelclass.h"
 
 
ModelClass::ModelClass()
{
}
 
 
ModelClass::ModelClass(const ModelClass& other)
{
}
 
 
ModelClass::~ModelClass()
{
}
 
 
bool ModelClass::Initialize(ID3D11Device* device)
{
    // 정점 및 인덱스 버퍼를 초기화합니다.
    return InitializeBuffers(device);
}
 
 
void ModelClass::Shutdown()
{
    // 버텍스 및 인덱스 버퍼를 종료합니다.
    ShutdownBuffers();
}
 
 
void ModelClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext)
{
    // 그리기를 준비하기 위해 그래픽 파이프 라인에 꼭지점과 인덱스 버퍼를 놓습니다.
    RenderBuffers(deviceContext);
}
 
 
int ModelClass::GetIndexCount()
{
    return m_indexCount;
}
 
 
bool ModelClass::InitializeBuffers(ID3D11Device* device)
{    
    // 정점 배열의 정점 수를 설정합니다.
    m_vertexCount = 3;
 
    // 인덱스 배열의 인덱스 수를 설정합니다.
    m_indexCount = 3;
 
    // 정점 배열을 만듭니다.
    VertexType* vertices = new VertexType[m_vertexCount];
    if(!vertices)
    {
        return false;
    }
 
    // 인덱스 배열을 만듭니다.
    unsigned long* indices = new unsigned long[m_indexCount];
    if(!indices)
    {
        return false;
    }
 
    // 정점 배열에 데이터를 설정합니다.
    vertices[0].position = XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, 0.0f);  // Bottom left.
    vertices[0].color = XMFLOAT4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    vertices[1].position = XMFLOAT3(0.0f, 1.0f, 0.0f);  // Top middle.
    vertices[1].color = XMFLOAT4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    vertices[2].position = XMFLOAT3(1.0f, -1.0f, 0.0f);  // Bottom right.
    vertices[2].color = XMFLOAT4(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 인덱스 배열의 값을 설정합니다.
    indices[0] = 0;  // Bottom left.
    indices[1] = 1;  // Top middle.
    indices[2] = 2;  // Bottom right.
 
    // 정적 정점 버퍼의 구조체를 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC vertexBufferDesc;
    vertexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
    vertexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(VertexType) * m_vertexCount;
    vertexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
    vertexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
    vertexBufferDesc.MiscFlags = 0;
    vertexBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // subresource 구조에 정점 데이터에 대한 포인터를 제공합니다.
    D3D11_SUBRESOURCE_DATA vertexData;
    vertexData.pSysMem = vertices;
    vertexData.SysMemPitch = 0;
    vertexData.SysMemSlicePitch = 0;
 
    // 이제 정점 버퍼를 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&vertexBufferDesc, &vertexData, &m_vertexBuffer)))
    {
        return false;
    }
 
    // 정적 인덱스 버퍼의 구조체를 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC indexBufferDesc;
    indexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
    indexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(unsigned long) * m_indexCount;
    indexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_INDEX_BUFFER;
    indexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
    indexBufferDesc.MiscFlags = 0;
    indexBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // 인덱스 데이터를 가리키는 보조 리소스 구조체를 작성합니다.
    D3D11_SUBRESOURCE_DATA indexData;
    indexData.pSysMem = indices;
    indexData.SysMemPitch = 0;
    indexData.SysMemSlicePitch = 0;
 
    // 인덱스 버퍼를 생성합니다.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&indexBufferDesc, &indexData, &m_indexBuffer)))
    {
        return false;
    }
 
    // 생성되고 값이 할당된 정점 버퍼와 인덱스 버퍼를 해제합니다.
    delete [] vertices;
    vertices = 0;
 
    delete [] indices;
    indices = 0;
 
    return true;
}
 
 
void ModelClass::ShutdownBuffers()
{
    // 인덱스 버퍼를 해제합니다.
    if(m_indexBuffer)
    {
        m_indexBuffer->Release();
        m_indexBuffer = 0;
    }
 
    // 정점 버퍼를 해제합니다.
    if(m_vertexBuffer)
    {
        m_vertexBuffer->Release();
        m_vertexBuffer = 0;
    }
}
 
 
void ModelClass::RenderBuffers(ID3D11DeviceContext* deviceContext)
{
    // 정점 버퍼의 단위와 오프셋을 설정합니다.
    unsigned int stride = sizeof(VertexType); 
    unsigned int offset = 0;
    
    // 렌더링 할 수 있도록 입력 어셈블러에서 정점 버퍼를 활성으로 설정합니다.
    deviceContext->IASetVertexBuffers(0, 1, &m_vertexBuffer, &stride, &offset);
 
    // 렌더링 할 수 있도록 입력 어셈블러에서 인덱스 버퍼를 활성으로 설정합니다.
    deviceContext->IASetIndexBuffer(m_indexBuffer, DXGI_FORMAT_R32_UINT, 0);
 
    // 이 정점 버퍼에서 렌더링되어야하는 프리미티브 유형을 설정합니다.
    deviceContext->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_3_CONTROL_POINT_PATCHLIST);
}

이 튜토리얼에서 삼각형의 와이어 프레임을 렌더링하고자 하므로 D3DClass::Initialize 함수를 한 번 수정해야했습니다.

D3dclass.cpp

bool D3DClass::Initialize(int screenWidth, int screenHeight, bool vsync, HWND hwnd, bool fullscreen, float screenDepth,
                          float screenNear)
{
    // ...............
 
    // 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_WIREFRAME;    // <= 코드 수정
    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;
    }
 
    // ...............
}

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 ColorShaderClass;
 
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;
    ColorShaderClass* m_ColorShader = nullptr;
};

Graphicsclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "d3dclass.h"
#include "cameraclass.h"
#include "modelclass.h"
#include "colorshaderclass.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
    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;
    }
 
    // m_Camera 객체 생성
    m_Camera = new CameraClass;
    if (!m_Camera)
    {
        return false;
    }
 
    // 카메라 포지션 설정
    m_Camera->SetPosition(0.0f, 0.0f, -3.0f);
 
    // m_Model 객체 생성
    m_Model = new ModelClass;
    if (!m_Model)
    {
        return false;
    }
 
    // m_Model 객체 초기화
    if (!m_Model->Initialize(m_Direct3D->GetDevice()))
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the model object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // m_ColorShader 객체 생성
    m_ColorShader = new ColorShaderClass;
    if (!m_ColorShader)
    {
        return false;
    }
 
    // m_ColorShader 객체 초기화
    if (!m_ColorShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd))
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the color shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
void GraphicsClass::Shutdown()
{
    // m_ColorShader 객체 반환
    if (m_ColorShader)
    {
        m_ColorShader->Shutdown();
        delete m_ColorShader;
        m_ColorShader = 0;
    }
 
    // m_Model 객체 반환
    if (m_Model)
    {
        m_Model->Shutdown();
        delete m_Model;
        m_Model = 0;
    }
 
    // m_Camera 객체 반환
    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()
{
    // 그래픽 랜더링 처리
    return Render();
}
 
 
bool GraphicsClass::Render()
{
    // 씬을 그리기 위해 버퍼를 지웁니다
    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
    XMMATRIX worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix;
    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());
 
    // 테셀레이션 양
    float tessellationAmount = 12.0f;
 
    // 색상 쉐이더를 사용하여 모델을 렌더링합니다.
    if (!m_ColorShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_Model->GetIndexCount(), worldMatrix, viewMatrix,
                               projectionMatrix, tessellationAmount))
    {
        return false;
    }
 
    // 버퍼의 내용을 화면에 출력합니다
    m_Direct3D->EndScene();
 
    return true;
}

출력 화면

마치면서

이제는 CPU 대신 GPU를 사용하여 폴리곤 메쉬를 세분 할 수 있습니다. 고급 예제를 보고 싶다면 DirectX SDK와 함께 제공되는 SubD11 예제 프로젝트를 살펴보십시오.

연습문제

1. 프로그램을 컴파일하고 실행하면 모자이크 모양의 와이어 프레임 녹색 삼각형이 보입니다. 완료되면 ESC를 눌러 종료합니다.

2. 테셀레이션 양을 변경하여 삼각형의 테셀레이션에 미치는 영향을 확인합니다.

3. uvwCoord 가중치가 도메인 쉐이더의 새 정점의 테셀레이션에 미치는 영향을 수정합니다.

4. DirectX SDK의 SubD11 코드에 대한 HLSL 파일을 확인합니다.

소스코드

소스코드 : Dx11Demo_38.zip