[DirectX11] Tutorial 42 - 부드러운 그림자

Tutorial 42 - 부드러운 그림자

원문 : http://www.rastertek.com/dx11tut42.html

튜토리얼에서는 HLSL 및 C ++을 사용하여 DirectX 11에서 부드러운 그림자를 구현하는 방법에 대해 설명합니다. 이 듀토리얼의 코드는 'Tutorial 40 - 그림자 매핑'(http://copynull.tistory.com/291) 듀토리얼을 기반으로 합니다.

그림자 매핑의 문제점 중 하나는 그림자 매핑에 사용되는 텍스처의 정밀도 부족입니다. 1024x1024와 같은 고해상도 텍스처 (그림자 매핑 듀토리얼에서 사용 된 것과 같은)조차도 가장자리가 고르지 않은 그림자를 만듭니다. 예를 들어 구의 그림자 가장자리를 보면 다음과 같은 시각적 아티팩트(일그러짐)가 생성됩니다.

그림자 맵 사용의 주요 장점 중 하나는 부드러운 그림자를 쉽게 생성하여 들쭉날쭉 한 그림자 가장자리를 수정할 수 있다는 것입니다.

부드러운 그림자를 생성하려면 먼저 그림자 셰이더를 수정해야 합니다. 셰이더를 사용하여 그림자가 있는 장면을 이전처럼 조명으로 렌더링하는 대신 그림자 영역을 순수한 검정색으로, 조명 영역을 순수한 흰색으로 렌더링합니다. 이제 이 장면을 렌더링하면 다음과 같이 흑백 이미지가 생성됩니다.

또한 흑백 장면을 백 버퍼 대신에 텍스처로 렌더링합니다. 우리가 텍스처에 렌더링하는 이유는 흑백 이미지를 흐리게 하는 다음 단계를 수행할 수 있기 때문입니다. 이 튜토리얼에서는 'Tutorial 36 - 흐림 효과 튜토리얼' (http://copynull.tistory.com/287)에서와 같이 규칙적인 흐림 효과를 수행합니다. 흑백 텍스처가 흐릿 해지면 다음 텍스처 결과를 얻습니다.

보시다시피 그림자 가장자리가 흐려져 부드러운 그림자가 생깁니다. 최종 씬에 부드러운 그림자를 적용하기 위해 흐림효과가 적용된 이미지를 입력으로 사용하고 픽셀 쉐이더의 끝에서 프로젝션된 흐림 이미지로 색상 결과를 여러 번 사용하여 부드러운 그림자를 얻는 것만 제외하고는 일반 조명 쉐이더만 사용합니다. 그다음 카메라의 시점에서 흐려진 이미지를 투사합니다. 이렇게하면 다음과 같은 부드러운 그림자가 생깁니다.

Shadow_vs.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: shadow_vs.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer MatrixBuffer
{
    matrix worldMatrix;
    matrix viewMatrix;
    matrix projectionMatrix;
    matrix lightViewMatrix;
    matrix lightProjectionMatrix;
};
 
 
//////////////////////
// CONSTANT BUFFERS //
//////////////////////
cbuffer LightBuffer2
{
    float3 lightPosition;
    float padding;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct VertexInputType
{
    float4 position : POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
};
 
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 lightViewPosition : TEXCOORD1;
    float3 lightPos : TEXCOORD2;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Vertex Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PixelInputType ShadowVertexShader(VertexInputType input)
{
    PixelInputType output;
        
    // 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);
    
    // 광원에 의해 보았을 때 vertice의 위치를 ​​계산합니다.
    output.lightViewPosition = mul(input.position, worldMatrix);
    output.lightViewPosition = mul(output.lightViewPosition, lightViewMatrix);
    output.lightViewPosition = mul(output.lightViewPosition, lightProjectionMatrix);
 
    // 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.
    float4 worldPosition = mul(input.position, worldMatrix);
 
    // 빛의 위치와 세계의 정점 위치를 기반으로 빛의 위치를 ​​결정합니다.
    output.lightPos = lightPosition.xyz - worldPosition.xyz;
 
    // 라이트 위치 벡터를 정규화합니다.
    output.lightPos = normalize(output.lightPos);
 
    return output;
}

Shadow_ps.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: shadow_ps.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
//////////////
// TEXTURES //
//////////////
Texture2D depthMapTexture;
 
 
///////////////////
// SAMPLE STATES //
///////////////////
SamplerState SampleTypeClamp;
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 lightViewPosition : TEXCOORD1;
    float3 lightPos : TEXCOORD2;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pixel Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float4 ShadowPixelShader(PixelInputType input) : SV_TARGET
{
    // 부동 소수점 정밀도 문제를 해결할 바이어스 값을 설정합니다.
    float bias = 0.001f;
 
    // 기본 출력 색상을 검정 (그림자)으로 설정합니다.
    float4 color = float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 투영 된 텍스처 좌표를 계산합니다.
    float2 projectTexCoord = float2(0.0f, 0.0f);
    projectTexCoord.x =  input.lightViewPosition.x / input.lightViewPosition.w / 2.0f + 0.5f;
    projectTexCoord.y = -input.lightViewPosition.y / input.lightViewPosition.w / 2.0f + 0.5f;
 
    // 투영 된 좌표가 0에서 1 범위에 있는지 결정합니다. 그렇다면이 픽셀은 빛의 관점에 있습니다.
    if((saturate(projectTexCoord.x) == projectTexCoord.x) && (saturate(projectTexCoord.y) == projectTexCoord.y))
    {
        // 투영 된 텍스처 좌표 위치에서 샘플러를 사용하여 깊이 텍스처에서 섀도우 맵 깊이 값을 샘플링합니다.
        float depthValue = depthMapTexture.Sample(SampleTypeClamp, projectTexCoord).r;
 
        // 빛의 깊이를 계산합니다.
        float lightDepthValue = input.lightViewPosition.z / input.lightViewPosition.w;
 
        // lightDepthValue에서 바이어스를 뺍니다.
        lightDepthValue = lightDepthValue - bias;
 
        // 섀도우 맵 값의 깊이와 빛의 깊이를 비교하여이 픽셀을 음영 처리할지 조명할지 결정합니다.
        // 빛이 객체 앞에 있으면 픽셀을 비추고, 그렇지 않으면 객체 (오클 루더)가 그림자를 드리 우기 때문에이 픽셀을 그림자로 그립니다.
        if(lightDepthValue < depthValue)
        {
            // 이 픽셀의 빛의 양을 계산합니다.
            float lightIntensity = saturate(dot(input.normal, input.lightPos));
 
            if(lightIntensity > 0.0f)
            {
                color = float4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
            }
        }
    }
 
    return color;
}

ShadowShaderClass에는 텍스처링되지 않은 흑백 이미지만 생성하면 되므로 텍스처링 및 조명 색상 요소가 제거되었습니다.

Shadowshaderclass.h

#pragma once
 
class ShadowShaderClass
{
private:
    struct MatrixBufferType
    {
        XMMATRIX world;
        XMMATRIX view;
        XMMATRIX projection;
        XMMATRIX lightView;
        XMMATRIX lightProjection;
    };
 
    struct LightBufferType2
    {
        XMFLOAT3 lightPosition;
        float padding;
    };
public:
    ShadowShaderClass();
    ShadowShaderClass(const ShadowShaderClass&);
    ~ShadowShaderClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*, HWND);
    void Shutdown();
    bool Render(ID3D11DeviceContext*, int, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX,
                ID3D11ShaderResourceView*, XMFLOAT3);
 
private:
    bool InitializeShader(ID3D11Device*, HWND, const WCHAR*, const WCHAR*);
    void ShutdownShader();
    void OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob*, HWND, const WCHAR*);
 
    bool SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext*, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX,
                             ID3D11ShaderResourceView*, XMFLOAT3);
    void RenderShader(ID3D11DeviceContext*, int);
 
private:
    ID3D11VertexShader* m_vertexShader = nullptr;
    ID3D11PixelShader* m_pixelShader = nullptr;
    ID3D11InputLayout* m_layout = nullptr;
    ID3D11SamplerState* m_sampleStateClamp = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_matrixBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_lightBuffer2 = nullptr;
};

Shadowshaderclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "ShadowShaderClass.h"
 
 
ShadowShaderClass::ShadowShaderClass()
{
}
 
 
ShadowShaderClass::ShadowShaderClass(const ShadowShaderClass& other)
{
}
 
 
ShadowShaderClass::~ShadowShaderClass()
{
}
 
 
bool ShadowShaderClass::Initialize(ID3D11Device* device, HWND hwnd)
{
    // 정점 및 픽셀 쉐이더를 초기화합니다.
    return InitializeShader(device, hwnd, L"../Dx11Demo_42/shadow_vs.hlsl", L"../Dx11Demo_42/shadow_ps.hlsl");
}
 
 
void ShadowShaderClass::Shutdown()
{
    // 버텍스 및 픽셀 쉐이더와 관련된 객체를 종료합니다.
    ShutdownShader();
}
 
 
bool ShadowShaderClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount, XMMATRIX worldMatrix,
                               XMMATRIX viewMatrix, XMMATRIX projectionMatrix, XMMATRIX lightViewMatrix,
                               XMMATRIX lightProjectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView* depthMapTexture,
                               XMFLOAT3 lightPosition)
{
    // 렌더링에 사용할 셰이더 매개 변수를 설정합니다.
    if (!SetShaderParameters(deviceContext, worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, lightViewMatrix,
                             lightProjectionMatrix, depthMapTexture, lightPosition))
    {
        return false;
    }
 
    // 설정된 버퍼를 셰이더로 렌더링한다.
    RenderShader(deviceContext, indexCount);
 
    return true;
}
 
 
bool ShadowShaderClass::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, "ShadowVertexShader", "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, "ShadowPixelShader", "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_CLAMP;
    samplerDesc.AddressV = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_CLAMP;
    samplerDesc.AddressW = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_CLAMP;
    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_sampleStateClamp);
    if(FAILED(result))
    {
        return false;
    }
    
    // 버텍스 쉐이더에있는 동적 매트릭스 상수 버퍼에 대한 구조체를 설정합니다.
    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;
    }
 
    // 버텍스 쉐이더에있는 광원 동적 상수 버퍼의 설명을 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC lightBufferDesc2;
    lightBufferDesc2.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
    lightBufferDesc2.ByteWidth = sizeof(LightBufferType2);
    lightBufferDesc2.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
    lightBufferDesc2.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
    lightBufferDesc2.MiscFlags = 0;
    lightBufferDesc2.StructureByteStride = 0;
 
    // 이 클래스 내에서 정점 셰이더 상수 버퍼에 액세스 할 수 있도록 상수 버퍼 포인터를 만듭니다.
    result = device->CreateBuffer(&lightBufferDesc2, NULL, &m_lightBuffer2);
    if(FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
void ShadowShaderClass::ShutdownShader()
{
    // 광원 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_lightBuffer2)
    {
        m_lightBuffer2->Release();
        m_lightBuffer2 = 0;
    }
 
    // 행렬 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_matrixBuffer)
    {
        m_matrixBuffer->Release();
        m_matrixBuffer = 0;
    }
 
    // 샘플러 상태를 해제한다.
    if(m_sampleStateClamp)
    {
        m_sampleStateClamp->Release();
        m_sampleStateClamp = 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 ShadowShaderClass::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 ShadowShaderClass::SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext* deviceContext, XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix, 
                                            XMMATRIX projectionMatrix, XMMATRIX lightViewMatrix, 
                                            XMMATRIX lightProjectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView* depthMapTexture,
                                            XMFLOAT3 lightPosition)
{
    // 행렬을 transpose하여 셰이더에서 사용할 수 있게 합니다
    worldMatrix = XMMatrixTranspose(worldMatrix);
    viewMatrix = XMMatrixTranspose(viewMatrix);
    projectionMatrix = XMMatrixTranspose(projectionMatrix);
    lightViewMatrix = XMMatrixTranspose(lightViewMatrix);
    lightProjectionMatrix = XMMatrixTranspose(lightProjectionMatrix);
 
    // 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;
    dataPtr->lightView = lightViewMatrix;
    dataPtr->lightProjection = lightProjectionMatrix;
    
    // 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);
 
    // 픽셀 셰이더에서 셰이더 텍스처 리소스를 설정합니다.
    deviceContext->PSSetShaderResources(0, 1, &depthMapTexture);
    
    // 쓸 수 있도록 두 번째 빛 상수 버퍼를 잠급니다.
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_lightBuffer2, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    LightBufferType2* dataPtr3 = (LightBufferType2*)mappedResource.pData;
 
    // 조명 변수를 상수 버퍼에 복사합니다.
    dataPtr3->lightPosition = lightPosition;
    dataPtr3->padding = 0.0f;
 
    // 상수 버퍼의 잠금을 해제합니다.
    deviceContext->Unmap(m_lightBuffer2, 0);
 
    // 버텍스 쉐이더에서 라이트 상수 버퍼의 위치를 ​​설정합니다.
    bufferNumber = 1;
 
    // 마지막으로 업데이트 된 값으로 픽셀 쉐이더에서 광원 상수 버퍼를 설정합니다.
    deviceContext->VSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_lightBuffer2);
 
    return true;
}
 
 
void ShadowShaderClass::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_sampleStateClamp);
 
    // 삼각형을 그립니다.
    deviceContext->DrawIndexed(indexCount, 0, 0);
}

소프트 섀도우 쉐이더는 정상적으로 장면을 비추는 곳이지만 흐린 흑백 그림자 텍스처를 씬에 투사하여 부드러운 그림자 효과를 완성합니다.

Softshadow_vs.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: softshadow_vs.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer MatrixBuffer
{
    matrix worldMatrix;
    matrix viewMatrix;
    matrix projectionMatrix;
};
 
 
//////////////////////
// CONSTANT BUFFERS //
//////////////////////
cbuffer LightBuffer2
{
    float3 lightPosition;
    float padding;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct VertexInputType
{
    float4 position : POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
};
 
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 viewPosition : TEXCOORD1;
    float3 lightPos : TEXCOORD2;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Vertex Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PixelInputType SoftShadowVertexShader(VertexInputType input)
{
    PixelInputType output;
    
    // 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);
    
    // 카메라가 본 vertice의 위치를 ​​별도의 변수에 저장합니다.
    output.viewPosition = output.position;
 
    // 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.
    float4 worldPosition = mul(input.position, worldMatrix);
 
    // 빛의 위치와 세계의 정점 위치를 기반으로 빛의 위치를 ​​결정합니다.
    output.lightPos = lightPosition.xyz - worldPosition.xyz;
 
    // 라이트 위치 벡터를 정규화합니다.
    output.lightPos = normalize(output.lightPos);
 
    return output;
}

Softshadow_ps.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: softshadow_ps.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
//////////////
// TEXTURES //
//////////////
Texture2D shaderTexture;
Texture2D shadowTexture;
 
 
///////////////////
// SAMPLE STATES //
///////////////////
SamplerState SampleTypeClamp;
SamplerState SampleTypeWrap;
 
 
//////////////////////
// CONSTANT BUFFERS //
//////////////////////
cbuffer LightBuffer
{
    float4 ambientColor;
    float4 diffuseColor;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 viewPosition : TEXCOORD1;
    float3 lightPos : TEXCOORD2;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pixel Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float4 SoftShadowPixelShader(PixelInputType input) : SV_TARGET
{
    // 모든 픽셀에 대해 기본 출력 색상을 주변 광원 값으로 설정합니다.
    float4 color = ambientColor;
 
    // 이 픽셀의 빛의 양을 계산합니다.
    float lightIntensity = saturate(dot(input.normal, input.lightPos));
    if(lightIntensity > 0.0f)
    {
        // 확산 색상과 빛의 양을 기준으로 빛의 색상을 결정합니다.
        color += (diffuseColor * lightIntensity);
 
        // 밝은 색을 채웁니다.
        color = saturate(color);
    }
 
    // 이 텍스처 좌표 위치에서 샘플러를 사용하여 텍스처에서 픽셀 색상을 샘플링합니다.
    float4 textureColor = shaderTexture.Sample(SampleTypeWrap, input.tex);
 
    // 빛과 텍스처 색상을 결합합니다.
    color = color * textureColor;
 
    // 그림자 텍스처와 함께 사용될 투영 된 텍스처 좌표를 계산합니다.
    float2 projectTexCoord = float2(0.0f, 0.0f);
    projectTexCoord.x =  input.viewPosition.x / input.viewPosition.w / 2.0f + 0.5f;
    projectTexCoord.y = -input.viewPosition.y / input.viewPosition.w / 2.0f + 0.5f;
 
    // 투영 된 텍스처 좌표 위치에서 샘플러를 사용하여 그림자 텍스처에서 그림자 값을 샘플링합니다.
    float shadowValue = shadowTexture.Sample(SampleTypeClamp, projectTexCoord).r;
 
    // 그림자를 최종 색상과 결합합니다.
    color = color * shadowValue;
 
    return color;
}

SoftShadowShaderClass는 LightShaderClass와 동일하지만 Render 함수의 입력으로 흐리게 처리 된 흑백 소프트 그림자 텍스처를 제공합니다.

Softshadowshaderclass.h

#pragma once
 
class SoftShadowShaderClass
{
private:
    struct MatrixBufferType
    {
        XMMATRIX world;
        XMMATRIX view;
        XMMATRIX projection;
    };
 
    struct LightBufferType
    {
        XMFLOAT4 ambientColor;
        XMFLOAT4 diffuseColor;
    };
 
    struct LightBufferType2
    {
        XMFLOAT3 lightPosition;
        float padding;
    };
public:
    SoftShadowShaderClass();
    SoftShadowShaderClass(const SoftShadowShaderClass&);
    ~SoftShadowShaderClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*, HWND);
    void Shutdown();
    bool Render(ID3D11DeviceContext*, int, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, ID3D11ShaderResourceView*,
                ID3D11ShaderResourceView*, XMFLOAT3, 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*,
                ID3D11ShaderResourceView*, XMFLOAT3, XMFLOAT4, XMFLOAT4);
    void RenderShader(ID3D11DeviceContext*, int);
 
private:
    ID3D11VertexShader* m_vertexShader = nullptr;
    ID3D11PixelShader* m_pixelShader = nullptr;
    ID3D11InputLayout* m_layout = nullptr;
    ID3D11SamplerState* m_sampleStateWrap = nullptr;
    ID3D11SamplerState* m_sampleStateClamp = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_matrixBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_lightBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_lightBuffer2 = nullptr;
};

Softshadowshaderclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "SoftShadowShaderClass.h"
 
 
SoftShadowShaderClass::SoftShadowShaderClass()
{
}
 
 
SoftShadowShaderClass::SoftShadowShaderClass(const SoftShadowShaderClass& other)
{
}
 
 
SoftShadowShaderClass::~SoftShadowShaderClass()
{
}
 
 
bool SoftShadowShaderClass::Initialize(ID3D11Device* device, HWND hwnd)
{
    // 정점 및 픽셀 쉐이더를 초기화합니다.
    return InitializeShader(device, hwnd, L"../Dx11Demo_42/softshadow_vs.hlsl", L"../Dx11Demo_42/softshadow_ps.hlsl");
}
 
 
void SoftShadowShaderClass::Shutdown()
{
    // 버텍스 및 픽셀 쉐이더와 관련된 객체를 종료합니다.
    ShutdownShader();
}
 
 
bool SoftShadowShaderClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount, XMMATRIX worldMatrix,
                                   XMMATRIX viewMatrix, XMMATRIX projectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView* texture,
                                   ID3D11ShaderResourceView* shadowTexture, XMFLOAT3 lightPosition, XMFLOAT4 ambientColor,
                                   XMFLOAT4 diffuseColor)
{
    // 렌더링에 사용할 셰이더 매개 변수를 설정합니다.
    if (!SetShaderParameters(deviceContext, worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, texture, shadowTexture, lightPosition,
                             ambientColor, diffuseColor))
    {
        return false;
    }
    
    // 설정된 버퍼를 셰이더로 렌더링한다.
    RenderShader(deviceContext, indexCount);
 
    return true;
}
 
 
bool SoftShadowShaderClass::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, "SoftShadowVertexShader", "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, "SoftShadowPixelShader", "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_sampleStateWrap);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 클램프 텍스처 샘플러 상태 설명을 만듭니다.
    samplerDesc.AddressU = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_CLAMP;
    samplerDesc.AddressV = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_CLAMP;
    samplerDesc.AddressW = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_CLAMP;
 
    // 텍스처 샘플러 상태를 만듭니다.
    result = device->CreateSamplerState(&samplerDesc, &m_sampleStateClamp);
    if(FAILED(result))
    {
        return false;
    }
    
    // 버텍스 쉐이더에 있는 동적 행렬 상수 버퍼의 구조체를 설정합니다.
    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 광원 동적 상수 버퍼의 설명을 설정합니다.
    // D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER를 사용하면 ByteWidth가 항상 16의 배수 여야하며 그렇지 않으면 CreateBuffer가 실패합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC lightBufferDesc;
    lightBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
    lightBufferDesc.ByteWidth = sizeof(LightBufferType);
    lightBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
    lightBufferDesc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
    lightBufferDesc.MiscFlags = 0;
    lightBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // 이 클래스 내에서 정점 셰이더 상수 버퍼에 액세스 할 수 있도록 상수 버퍼 포인터를 만듭니다.
    result = device->CreateBuffer(&lightBufferDesc, NULL, &m_lightBuffer);
    if(FAILED(result))
    {
        return false;
    }
    
    // 버텍스 쉐이더에있는 광원 동적 상수 버퍼의 설명을 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC lightBufferDesc2;
    lightBufferDesc2.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
    lightBufferDesc2.ByteWidth = sizeof(LightBufferType2);
    lightBufferDesc2.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
    lightBufferDesc2.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
    lightBufferDesc2.MiscFlags = 0;
    lightBufferDesc2.StructureByteStride = 0;
 
    // 이 클래스 내에서 정점 셰이더 상수 버퍼에 액세스 할 수 있도록 상수 버퍼 포인터를 만듭니다.
    result = device->CreateBuffer(&lightBufferDesc2, NULL, &m_lightBuffer2);
    if(FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
void SoftShadowShaderClass::ShutdownShader()
{
    // 광원 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_lightBuffer)
    {
        m_lightBuffer->Release();
        m_lightBuffer = 0;
    }
 
    if(m_lightBuffer2)
    {
        m_lightBuffer2->Release();
        m_lightBuffer2 = 0;
    }
 
    // 행렬 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_matrixBuffer)
    {
        m_matrixBuffer->Release();
        m_matrixBuffer = 0;
    }
 
    // 샘플러 상태를 해제한다.
    if(m_sampleStateWrap)
    {
        m_sampleStateWrap->Release();
        m_sampleStateWrap = 0;
    }
 
    if(m_sampleStateClamp)
    {
        m_sampleStateClamp->Release();
        m_sampleStateClamp = 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 SoftShadowShaderClass::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 SoftShadowShaderClass::SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext* deviceContext, XMMATRIX worldMatrix,
                                                XMMATRIX viewMatrix, XMMATRIX projectionMatrix, 
                                                ID3D11ShaderResourceView* texture, ID3D11ShaderResourceView* shadowTexture,
                                                XMFLOAT3 lightPosition, XMFLOAT4 ambientColor, XMFLOAT4 diffuseColor)
{
    // 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);
 
    // 픽셀 셰이더에서 셰이더 텍스처 리소스를 설정합니다.
    deviceContext->PSSetShaderResources(0, 1, &texture);
    deviceContext->PSSetShaderResources(1, 1, &shadowTexture);
    
    // light constant buffer를 잠글 수 있도록 기록한다.
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_lightBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    LightBufferType* dataPtr2 = (LightBufferType*)mappedResource.pData;
 
    // 조명 변수를 상수 버퍼에 복사합니다.
    dataPtr2->ambientColor = ambientColor;
    dataPtr2->diffuseColor = diffuseColor;
    
    // 상수 버퍼의 잠금을 해제합니다.
    deviceContext->Unmap(m_lightBuffer, 0);
 
    // 픽셀 쉐이더에서 광원 상수 버퍼의 위치를 ??설정합니다.
    bufferNumber = 0;
 
    // 마지막으로 업데이트 된 값으로 픽셀 쉐이더에서 광원 상수 버퍼를 설정합니다.
    deviceContext->PSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_lightBuffer);
 
    // 쓸 수 있도록 두 번째 빛 상수 버퍼를 잠급니다.
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_lightBuffer2, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    LightBufferType2* dataPtr3 = (LightBufferType2*)mappedResource.pData;
 
    // 조명 변수를 상수 버퍼에 복사합니다.
    dataPtr3->lightPosition = lightPosition;
    dataPtr3->padding = 0.0f;
    
    // 상수 버퍼의 잠금을 해제합니다.
    deviceContext->Unmap(m_lightBuffer2, 0);
 
    // 버텍스 쉐이더에서 라이트 상수 버퍼의 위치를 ​​설정합니다.
    bufferNumber = 1;
 
    // 마지막으로 업데이트 된 값으로 픽셀 쉐이더에서 광원 상수 버퍼를 설정합니다.
    deviceContext->VSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_lightBuffer2);
 
    return true;
}
 
 
void SoftShadowShaderClass::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_sampleStateClamp);
    deviceContext->PSSetSamplers(1, 1, &m_sampleStateWrap);
 
    // 삼각형을 그립니다.
    deviceContext->DrawIndexed(indexCount, 0, 0);
}

Graphicsclass.h

#pragma once
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
const bool FULL_SCREEN = false;
const bool VSYNC_ENABLED = true;
const float SCREEN_DEPTH = 100.0f;
const float SCREEN_NEAR = 1.0f;
const int SHADOWMAP_WIDTH = 1024;
const int SHADOWMAP_HEIGHT = 1024;
 
class D3DClass;
class CameraClass;
class ModelClass;
class LightClass;
class RenderTextureClass;
class DepthShaderClass;
class ShadowShaderClass;
class OrthoWindowClass;
class TextureShaderClass;
class HorizontalBlurShaderClass;
class VerticalBlurShaderClass;
class SoftShadowShaderClass;
 
 
class GraphicsClass
{
public:
    GraphicsClass();
    GraphicsClass(const GraphicsClass&);
    ~GraphicsClass();
 
    bool Initialize(int, int, HWND);
    void Shutdown();
    bool Frame(float, float, float, float, float, float);
 
private:
    bool RenderSceneToTexture();
    bool RenderBlackAndWhiteShadows();
    bool DownSampleTexture();
    bool RenderHorizontalBlurToTexture();
    bool RenderVerticalBlurToTexture();
    bool UpSampleTexture();
    bool Render();
 
private:
    D3DClass* m_Direct3D = nullptr;
    CameraClass* m_Camera = nullptr;;
    ModelClass *m_CubeModel = nullptr;
    ModelClass *m_GroundModel = nullptr;
    ModelClass *m_SphereModel = nullptr;
    LightClass* m_Light = nullptr;
    RenderTextureClass *m_RenderTexture = nullptr;
    RenderTextureClass *m_BlackWhiteRenderTexture = nullptr;
    RenderTextureClass *m_DownSampleTexure = nullptr;
    RenderTextureClass *m_HorizontalBlurTexture = nullptr;
    RenderTextureClass *m_VerticalBlurTexture = nullptr;
    RenderTextureClass *m_UpSampleTexure = nullptr;
    DepthShaderClass* m_DepthShader = nullptr;
    ShadowShaderClass* m_ShadowShader = nullptr;
    OrthoWindowClass *m_SmallWindow = nullptr;
    OrthoWindowClass *m_FullScreenWindow = nullptr;
    TextureShaderClass* m_TextureShader = nullptr;
    HorizontalBlurShaderClass* m_HorizontalBlurShader = nullptr;
    VerticalBlurShaderClass* m_VerticalBlurShader = nullptr;
    SoftShadowShaderClass* m_SoftShadowShader = nullptr;
};

Graphicsclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "d3dclass.h"
#include "cameraclass.h"
#include "modelclass.h"
#include "lightclass.h"
#include "rendertextureclass.h"
#include "depthshaderclass.h"
#include "shadowshaderclass.h"
#include "orthowindowclass.h"
#include "textureshaderclass.h"
#include "horizontalblurshaderclass.h"
#include "verticalblurshaderclass.h"
#include "softshadowshaderclass.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;
    }
 
    // 카메라 포지션을 초기화 합니다.
    m_Camera->SetPosition(XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, -10.0f));
    m_Camera->RenderBaseViewMatrix();
 
    // 큐브 모델 오브젝트를 생성합니다.
    m_CubeModel = new ModelClass;
    if(!m_CubeModel)
    {
        return false;
    }
 
    // 큐브 모델 오브젝트를 초기화 합니다.
    result = m_CubeModel->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), "../Dx11Demo_42/data/cube.txt",
                                     L"../Dx11Demo_42/data/wall01.dds");
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the cube model object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 큐브 모델의 위치를 ​​설정 합니다.
    m_CubeModel->SetPosition(-2.0f, 2.0f, 0.0f);
 
    // 구형 모델 객체를 만듭니다.
    m_SphereModel = new ModelClass;
    if(!m_SphereModel)
    {
        return false;
    }
 
    // 구형 모델 객체를 초기화합니다.
    result = m_SphereModel->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), "../Dx11Demo_42/data/sphere.txt",
                                       L"../Dx11Demo_42/data/ice.dds");
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the sphere model object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 구형 모델의 위치를 ​​설정합니다.
    m_SphereModel->SetPosition(2.0f, 2.0f, 0.0f);
 
    // 지면 모델 객체를 만듭니다.
    m_GroundModel = new ModelClass;
    if(!m_GroundModel)
    {
        return false;
    }
 
    // 지면 모델 객체를 초기화합니다.
    result = m_GroundModel->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), "../Dx11Demo_42/data/plane01.txt", 
                                       L"../Dx11Demo_42/data/metal001.dds");
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the ground model object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 지면 모델의 위치를 ​​설정합니다.
    m_GroundModel->SetPosition(0.0f, 1.0f, 0.0f);
 
    // light 객체를 만듭니다.
    m_Light = new LightClass;
    if(!m_Light)
    {
        return false;
    }
 
    // 조명 객체를 초기화합니다.
    m_Light->SetAmbientColor(0.15f, 0.15f, 0.15f, 1.0f);
    m_Light->SetDiffuseColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
    m_Light->SetLookAt(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    m_Light->GenerateProjectionMatrix(SCREEN_DEPTH, SCREEN_NEAR);
 
    // 렌더링을 텍스처 오브젝트에 생성한다.
    m_RenderTexture = new RenderTextureClass;
    if(!m_RenderTexture)
    {
        return false;
    }
 
    // 렌더링을 텍스처 오브젝트에 초기화한다.
    result = m_RenderTexture->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), SHADOWMAP_WIDTH, SHADOWMAP_HEIGHT, SCREEN_DEPTH,
                                         SCREEN_NEAR);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the render to texture object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 깊이 셰이더 개체를 만듭니다.
    m_DepthShader = new DepthShaderClass;
    if(!m_DepthShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 깊이 셰이더 개체를 초기화합니다.
    result = m_DepthShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the depth shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 흑백 렌더링을 텍스처 오브젝트에 생성한다.
    m_BlackWhiteRenderTexture = new RenderTextureClass;
    if(!m_BlackWhiteRenderTexture)
    {
        return false;
    }
 
    // 흑백 렌더링을 텍스처 오브젝트에 초기화한다.
    result = m_BlackWhiteRenderTexture->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), SHADOWMAP_WIDTH, SHADOWMAP_HEIGHT, SCREEN_DEPTH,
                                                   SCREEN_NEAR);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the black and white render to texture object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 그림자 셰이더 개체를 만듭니다.
    m_ShadowShader = new ShadowShaderClass;
    if(!m_ShadowShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 그림자 쉐이더 객체를 초기화합니다.
    result = m_ShadowShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the shadow shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 크기를 샘플로 설정합니다.
    int downSampleWidth = SHADOWMAP_WIDTH / 2;
    int downSampleHeight = SHADOWMAP_HEIGHT / 2;
 
    // 다운 샘플 렌더링을 텍스처 오브젝트에 생성한다.
    m_DownSampleTexure = new RenderTextureClass;
    if(!m_DownSampleTexure)
    {
        return false;
    }
 
    // 다운 샘플 렌더를 텍스처 오브젝트로 초기화한다.
    result = m_DownSampleTexure->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), downSampleWidth, downSampleHeight, 100.0f, 1.0f);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the down sample render to texture object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 작은 ortho 윈도우 객체를 만듭니다.
    m_SmallWindow = new OrthoWindowClass;
    if(!m_SmallWindow)
    {
        return false;
    }
 
    // 작은 ortho 윈도우 객체를 초기화합니다.
    result = m_SmallWindow->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), downSampleWidth, downSampleHeight);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the small ortho window object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 텍스처 쉐이더 객체를 생성한다.
    m_TextureShader = new TextureShaderClass;
    if(!m_TextureShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 텍스처 쉐이더 객체를 초기화한다.
    result = m_TextureShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the texture shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 텍스처 객체에 수평 블러 렌더링을 만듭니다.
    m_HorizontalBlurTexture = new RenderTextureClass;
    if(!m_HorizontalBlurTexture)
    {
        return false;
    }
 
    // 텍스처 객체에 수평 블러 렌더링을 초기화합니다.
    result = m_HorizontalBlurTexture->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), downSampleWidth, downSampleHeight, SCREEN_DEPTH,
                                                 0.1f);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the horizontal blur render to texture object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 수평 블러 쉐이더 객체를 만듭니다.
    m_HorizontalBlurShader = new HorizontalBlurShaderClass;
    if(!m_HorizontalBlurShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 수평 블러 쉐이더 객체를 초기화합니다.
    result = m_HorizontalBlurShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the horizontal blur shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 텍스처 오브젝트에 수직 블러 렌더를 만듭니다.
    m_VerticalBlurTexture = new RenderTextureClass;
    if(!m_VerticalBlurTexture)
    {
        return false;
    }
 
    // 텍스처 오브젝트에 수직 블러 렌더를 초기화합니다.
    result = m_VerticalBlurTexture->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), downSampleWidth, downSampleHeight, SCREEN_DEPTH,
                                               0.1f);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the vertical blur render to texture object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 수직 블러 셰이더 오브젝트를 생성한다.
    m_VerticalBlurShader = new VerticalBlurShaderClass;
    if(!m_VerticalBlurShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 수직 블러 쉐이더 객체를 초기화합니다.
    result = m_VerticalBlurShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the vertical blur shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 텍스쳐 객체에 업 샘플 렌더를 생성한다.
    m_UpSampleTexure = new RenderTextureClass;
    if(!m_UpSampleTexure)
    {
        return false;
    }
 
    // up 샘플 렌더를 텍스처 오브젝트로 초기화한다.
    result = m_UpSampleTexure->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), SHADOWMAP_WIDTH, SHADOWMAP_HEIGHT, SCREEN_DEPTH, 0.1f);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the up sample render to texture object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 전체 화면 ortho window 객체를 만듭니다.
    m_FullScreenWindow = new OrthoWindowClass;
    if(!m_FullScreenWindow)
    {
        return false;
    }
 
    // 전체 화면 ortho window 객체를 초기화합니다.
    result = m_FullScreenWindow->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), SHADOWMAP_WIDTH, SHADOWMAP_HEIGHT);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the full screen ortho window object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 부드러운 그림자 쉐이더 객체를 만듭니다.
    m_SoftShadowShader = new SoftShadowShaderClass;
    if(!m_SoftShadowShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 부드러운 그림자 쉐이더 객체를 초기화합니다.
    result = m_SoftShadowShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the soft shadow shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
void GraphicsClass::Shutdown()
{
    // 부드러운 그림자 쉐이더 객체를 해제한다.
    if(m_SoftShadowShader)
    {
        m_SoftShadowShader->Shutdown();
        delete m_SoftShadowShader;
        m_SoftShadowShader = 0;
    }
 
    // 전체 화면 ortho window 객체를 해제합니다.
    if(m_FullScreenWindow)
    {
        m_FullScreenWindow->Shutdown();
        delete m_FullScreenWindow;
        m_FullScreenWindow = 0;
    }
 
    // up 샘플 렌더를 텍스쳐 객체로 릴리즈한다.
    if(m_UpSampleTexure)
    {
        m_UpSampleTexure->Shutdown();
        delete m_UpSampleTexure;
        m_UpSampleTexure = 0;
    }
 
    // 수직 블러 쉐이더 객체를 해제한다.
    if(m_VerticalBlurShader)
    {
        m_VerticalBlurShader->Shutdown();
        delete m_VerticalBlurShader;
        m_VerticalBlurShader = 0;
    }
 
    // 수직 블러 렌더를 텍스처 객체에 놓습니다.
    if(m_VerticalBlurTexture)
    {
        m_VerticalBlurTexture->Shutdown();
        delete m_VerticalBlurTexture;
        m_VerticalBlurTexture = 0;
    }
 
    // 수평 블러 쉐이더 객체를 해제합니다.
    if(m_HorizontalBlurShader)
    {
        m_HorizontalBlurShader->Shutdown();
        delete m_HorizontalBlurShader;
        m_HorizontalBlurShader = 0;
    }
 
    // 수평 블러 렌더를 텍스처 객체에 놓습니다.
    if(m_HorizontalBlurTexture)
    {
        m_HorizontalBlurTexture->Shutdown();
        delete m_HorizontalBlurTexture;
        m_HorizontalBlurTexture = 0;
    }
 
    // 텍스처 쉐이더 객체를 해제한다.
    if(m_TextureShader)
    {
        m_TextureShader->Shutdown();
        delete m_TextureShader;
        m_TextureShader = 0;
    }
 
    // 작은 ortho 윈도우 객체를 놓습니다.
    if(m_SmallWindow)
    {
        m_SmallWindow->Shutdown();
        delete m_SmallWindow;
        m_SmallWindow = 0;
    }
 
    // 다운 샘플 렌더를 텍스쳐 객체로 릴리즈한다.
    if(m_DownSampleTexure)
    {
        m_DownSampleTexure->Shutdown();
        delete m_DownSampleTexure;
        m_DownSampleTexure = 0;
    }
 
    // 그림자 쉐이더 객체를 해제합니다.
    if(m_ShadowShader)
    {
        m_ShadowShader->Shutdown();
        delete m_ShadowShader;
        m_ShadowShader = 0;
    }
 
    // 흑백 렌더링을 텍스처로 놓습니다.
    if(m_BlackWhiteRenderTexture)
    {
        m_BlackWhiteRenderTexture->Shutdown();
        delete m_BlackWhiteRenderTexture; 
        m_BlackWhiteRenderTexture = 0;
    }
 
    // 깊이 쉐이더 객체를 해제합니다.
    if(m_DepthShader)
    {
        m_DepthShader->Shutdown();
        delete m_DepthShader;
        m_DepthShader = 0;
    }
 
    // 렌더 투 텍스쳐 객체를 해제합니다.
    if(m_RenderTexture)
    {
        m_RenderTexture->Shutdown();
        delete m_RenderTexture;
        m_RenderTexture = 0;
    }
 
    // 조명 객체를 해제합니다.
    if(m_Light)
    {
        delete m_Light;
        m_Light = 0;
    }
 
    // 지면 모델 객체를 해제합니다.
    if(m_GroundModel)
    {
        m_GroundModel->Shutdown();
        delete m_GroundModel;
        m_GroundModel = 0;
    }
 
    // 구형 모델 객체를 해제합니다.
    if(m_SphereModel)
    {
        m_SphereModel->Shutdown();
        delete m_SphereModel;
        m_SphereModel = 0;
    }
 
    // 큐브 모델 객체를 해제합니다.
    if(m_CubeModel)
    {
        m_CubeModel->Shutdown();
        delete m_CubeModel;
        m_CubeModel = 0;
    }
 
    // 카메라 객체를 해제합니다.
    if(m_Camera)
    {
        delete m_Camera;
        m_Camera = 0;
    }
 
    // Direct3D 객체를 해제합니다.
    if (m_Direct3D)
    {
        m_Direct3D->Shutdown();
        delete m_Direct3D;
        m_Direct3D = 0;
    }
}
 
 
bool GraphicsClass::Frame(float posX, float posY, float posZ, float rotX, float rotY, float rotZ)
{
    static float lightPositionX = -5.0f;
 
    // 카메라 위치를 설정합니다.
    m_Camera->SetPosition(XMFLOAT3(posX, posY, posZ));
    m_Camera->SetRotation(XMFLOAT3(rotX, rotY, rotZ));
 
    // 각 프레임의 조명 위치를 업데이트합니다.
    lightPositionX += 0.05f;
    if(lightPositionX > 5.0f)
    {
        lightPositionX = -5.0f;
    }
 
    // 빛의 위치를 ​​업데이트합니다.
    m_Light->SetPosition(lightPositionX, 8.0f, -5.0f);
 
    // 그래픽 장면을 업데이트 합니다.
    return Render();
}
 
 
bool GraphicsClass::RenderSceneToTexture()
{
    XMMATRIX worldMatrix, lightViewMatrix, lightProjectionMatrix;
    float posX, posY, posZ;
    bool result;
 
 
    // 렌더링 대상을 렌더링에 맞게 설정합니다.
    m_RenderTexture->SetRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 렌더링을 텍스처에 지웁니다.
    m_RenderTexture->ClearRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext(), 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 조명의 위치에 따라 조명보기 행렬을 생성합니다.
    m_Light->GenerateViewMatrix();
 
    // d3d 객체에서 세계 행렬을 가져옵니다.
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // 라이트 오브젝트에서 뷰 및 정사각형 매트릭스를 가져옵니다.
    m_Light->GetViewMatrix(lightViewMatrix);
    m_Light->GetProjectionMatrix(lightProjectionMatrix);
 
    // 큐브 모델에 대한 변환 행렬을 설정하십시오.
    m_CubeModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
 
    // 깊이 셰이더로 큐브 모델을 렌더링합니다.
    m_CubeModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_DepthShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_CubeModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                   lightViewMatrix, lightProjectionMatrix);
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 월드 행렬을 재설정합니다.
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // 구형 모델에 대한 변환 행렬을 설정합니다.
    m_SphereModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
 
    // 깊이 셰이더로 구형 모델을 렌더링합니다.
    m_SphereModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_DepthShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_SphereModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                   lightViewMatrix, lightProjectionMatrix);
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 월드 행렬을 재설정합니다.
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // ground 모델에 대한 변환 행렬을 설정합니다.
    m_GroundModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
 
    // 깊이 셰이더로 그라운드 모델을 렌더링합니다.
    m_GroundModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_DepthShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_GroundModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                   lightViewMatrix, lightProjectionMatrix);
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 렌더링 대상을 원래의 백 버퍼로 다시 설정하고 렌더링에 대한 렌더링을 더 이상 다시 설정하지 않습니다.
    m_Direct3D->SetBackBufferRenderTarget();
 
    // 뷰포트를 원본으로 다시 설정합니다.
    m_Direct3D->ResetViewport();
 
    return true;
}
 
 
bool GraphicsClass::RenderBlackAndWhiteShadows()
{
    XMMATRIX worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix;
    XMMATRIX lightViewMatrix, lightProjectionMatrix;
    float posX, posY, posZ;
    bool result;
 
 
    // 렌더링 대상을 렌더링에 맞게 설정합니다.
    m_BlackWhiteRenderTexture->SetRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 렌더링을 텍스처에 지웁니다.
    m_BlackWhiteRenderTexture->ClearRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext(), 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다.
    m_Camera->Render();
 
    // 조명의 위치에 따라 조명보기 행렬을 생성합니다.
    m_Light->GenerateViewMatrix();
 
    // 카메라 및 d3d 객체에서 월드, 뷰 및 투영 행렬을 가져옵니다. 
    m_Camera->GetViewMatrix(viewMatrix);
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
    m_Direct3D->GetProjectionMatrix(projectionMatrix);
 
    // 라이트 오브젝트로부터 라이트의 뷰와 투영 행렬을 가져옵니다. 
    m_Light->GetViewMatrix(lightViewMatrix);
    m_Light->GetProjectionMatrix(lightProjectionMatrix);
 
    // 큐브 모델에 대한 변환 행렬을 설정하십시오. 
    m_CubeModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
    
    // 그림자 쉐이더를 사용하여 큐브 모델을 렌더링합니다. 
    m_CubeModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_ShadowShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_CubeModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                    viewMatrix, projectionMatrix, lightViewMatrix, lightProjectionMatrix,
                                    m_RenderTexture->GetShaderResourceView(), m_Light->GetPosition());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
    
    // 월드 행렬을 재설정합니다. 
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // 구형 모델에 대한 변환 행렬을 설정합니다. 
    m_SphereModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
 
    // 그림자 쉐이더를 사용하여 구형 모델을 렌더링합니다. 
    m_SphereModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_ShadowShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_SphereModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                    viewMatrix, projectionMatrix, lightViewMatrix, lightProjectionMatrix,
                                    m_RenderTexture->GetShaderResourceView(), m_Light->GetPosition());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 월드 행렬을 재설정합니다. 
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // ground 모델에 대한 변환 행렬을 설정합니다. 
    m_GroundModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
 
    // 그림자 쉐이더를 사용하여 그라운드 모델을 렌더링합니다. 
    m_GroundModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_ShadowShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_GroundModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                    viewMatrix, projectionMatrix, lightViewMatrix, lightProjectionMatrix,
                                    m_RenderTexture->GetShaderResourceView(), m_Light->GetPosition());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 렌더링 대상을 원래의 백 버퍼로 다시 설정하고 렌더링 대상을 더 이상 텍스처로 다시 설정하지 않습니다. 
    m_Direct3D->SetBackBufferRenderTarget();
 
    // 뷰포트를 원본으로 다시 설정합니다. 
    m_Direct3D->ResetViewport();
 
    return true;
}
 
 
bool GraphicsClass::DownSampleTexture()
{
    XMMATRIX worldMatrix, baseViewMatrix, orthoMatrix;
    bool result;
 
 
    // 렌더링 대상을 렌더링에 맞게 설정합니다. 
    m_DownSampleTexure->SetRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 렌더링을 텍스처에 지웁니다. 
    m_DownSampleTexure->ClearRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext(), 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다. 
    m_Camera->Render();
 
    // 카메라와 d3d 객체로부터 월드와 뷰 매트릭스를 얻는다. 
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
    m_Camera->GetBaseViewMatrix(baseViewMatrix);
    
    // 질감이 크기가 작기 때문에 렌더링에서 텍스처로 ortho 행렬을 가져옵니다. 
    m_DownSampleTexure->GetOrthoMatrix(orthoMatrix);
 
    // 모든 2D 렌더링을 시작하려면 Z 버퍼를 끕니다. 
    m_Direct3D->TurnZBufferOff();
 
    // 드로잉을 준비하기 위해 그래픽 파이프 라인에 작은 ortho window 버텍스와 인덱스 버퍼를 놓습니다. 
    m_SmallWindow->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 텍스처 쉐이더를 사용하여 작은 ortho 창을 렌더링하고 씬의 텍스처를 텍스처 리소스로 렌더링합니다. 
    result = m_TextureShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_SmallWindow->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                     baseViewMatrix, orthoMatrix, m_BlackWhiteRenderTexture->GetShaderResourceView());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 모든 2D 렌더링이 완료되었으므로 Z 버퍼를 다시 켜십시오. 
    m_Direct3D->TurnZBufferOn();
    
    // 렌더링 대상을 원래의 백 버퍼로 다시 설정하고 렌더링에 대한 렌더링을 더 이상 다시 설정하지 않습니다. 
    m_Direct3D->SetBackBufferRenderTarget();
 
    // 뷰포트를 원본으로 다시 설정합니다. 
    m_Direct3D->ResetViewport();
 
    return true;
}
 
 
bool GraphicsClass::RenderHorizontalBlurToTexture()
{
    XMMATRIX worldMatrix, baseViewMatrix, orthoMatrix;
    float screenSizeX;
    bool result;
 
 
    // 수평 블러 쉐이더에서 사용될 float에 화면 폭을 저장합니다. 
    screenSizeX = (float)(SHADOWMAP_WIDTH / 2);
    
    // 렌더링 대상을 렌더링에 맞게 설정합니다. 
    m_HorizontalBlurTexture->SetRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 렌더링을 텍스처에 지웁니다. 
    m_HorizontalBlurTexture->ClearRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext(), 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다. 
    m_Camera->Render();
 
    // 카메라와 d3d 객체로부터 월드와 뷰 매트릭스를 얻는다.
    m_Camera->GetBaseViewMatrix(baseViewMatrix);
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // 텍스쳐가 다른 차원을 가지므로 렌더링에서 오쏘 (ortho) 행렬을 텍스처로 가져옵니다. 
    m_HorizontalBlurTexture->GetOrthoMatrix(orthoMatrix);
 
    // 모든 2D 렌더링을 시작하려면 Z 버퍼를 끕니다. 
    m_Direct3D->TurnZBufferOff();
 
    // 드로잉을 준비하기 위해 그래픽 파이프 라인에 작은 ortho window 버텍스와 인덱스 버퍼를 놓습니다. 
    m_SmallWindow->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    
    // horizontal blur shader와 down sampled render를 사용하여 작은 ortho 윈도우를 텍스처 리소스로 렌더링합니다. 
    result = m_HorizontalBlurShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_SmallWindow->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                            baseViewMatrix, orthoMatrix, m_DownSampleTexure->GetShaderResourceView(),
                                            screenSizeX);
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 모든 2D 렌더링이 완료되었으므로 Z 버퍼를 다시 켜십시오.
    m_Direct3D->TurnZBufferOn();
 
    // 렌더링 대상을 원래의 백 버퍼로 다시 설정하고 렌더링에 대한 렌더링을 더 이상 다시 설정하지 않습니다. 
    m_Direct3D->SetBackBufferRenderTarget();
 
    // 뷰포트를 원본으로 다시 설정합니다. 
    m_Direct3D->ResetViewport();
    
    return true;
}
 
 
bool GraphicsClass::RenderVerticalBlurToTexture()
{
    XMMATRIX worldMatrix, baseViewMatrix, orthoMatrix;
    float screenSizeY;
    bool result;
 
 
    // 수직 블러 셰이더에서 사용되는 부동 소수점에 화면 높이를 저장합니다. 
    screenSizeY = (float)(SHADOWMAP_HEIGHT / 2);
 
    // 렌더링 대상을 렌더링에 맞게 설정합니다. 
    m_VerticalBlurTexture->SetRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 렌더링을 텍스처에 지웁니다. 
    m_VerticalBlurTexture->ClearRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext(), 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다. 
    m_Camera->Render();
 
    // 카메라와 d3d 객체로부터 월드와 뷰 매트릭스를 얻는다.
    m_Camera->GetBaseViewMatrix(baseViewMatrix);
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // 텍스쳐가 다른 차원을 가지므로 렌더링에서 오쏘 (ortho) 행렬을 텍스처로 가져옵니다. 
    m_VerticalBlurTexture->GetOrthoMatrix(orthoMatrix);
 
    // 모든 2D 렌더링을 시작하려면 Z 버퍼를 끕니다. 
    m_Direct3D->TurnZBufferOff();
 
    // 드로잉을 준비하기 위해 그래픽 파이프 라인에 작은 ortho window 버텍스와 인덱스 버퍼를 놓습니다. 
    m_SmallWindow->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    
    // 수직 블러 쉐이더와 수평 블러 링을 사용하여 작은 ortho 윈도우를 텍스처 리소스로 렌더합니다. 
    result = m_VerticalBlurShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_SmallWindow->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                          baseViewMatrix, orthoMatrix, m_HorizontalBlurTexture->GetShaderResourceView(),
                                          screenSizeY);
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 모든 2D 렌더링이 완료되었으므로 Z 버퍼를 다시 켜십시오. 
    m_Direct3D->TurnZBufferOn();
 
    // 렌더링 대상을 원래의 백 버퍼로 다시 설정하고 렌더링에 대한 렌더링을 더 이상 다시 설정하지 않습니다. 
    m_Direct3D->SetBackBufferRenderTarget();
 
    // 뷰포트를 원본으로 다시 설정합니다. 
    m_Direct3D->ResetViewport();
    
    return true;
}
 
 
bool GraphicsClass::UpSampleTexture()
{
    XMMATRIX worldMatrix, baseViewMatrix, orthoMatrix;
    bool result;
 
 
    // 렌더링 대상을 렌더링에 맞게 설정합니다. 
    m_UpSampleTexure->SetRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 렌더링을 텍스처에 지웁니다. 
    m_UpSampleTexure->ClearRenderTarget(m_Direct3D->GetDeviceContext(), 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다. 
    m_Camera->Render();
 
    // 카메라와 d3d 객체로부터 월드와 뷰 매트릭스를 얻는다. 
    m_Camera->GetBaseViewMatrix(baseViewMatrix);
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // 텍스쳐가 다른 차원을 가지므로 렌더링에서 오쏘 (ortho) 행렬을 텍스처로 가져옵니다.
    m_UpSampleTexure->GetOrthoMatrix(orthoMatrix);
 
    // 모든 2D 렌더링을 시작하려면 Z 버퍼를 끕니다. 
    m_Direct3D->TurnZBufferOff();
 
    // 그래픽 파이프 라인에 전체 화면 직교 윈도우 버텍스와 인덱스 버퍼를 배치하여 그리기를 준비합니다. 
    m_FullScreenWindow->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 텍스처 쉐이더와 텍스처 리소스에 대한 작은 크기의 최종 흐리게 렌더링을 사용하여 전체 화면 ortho 창을 렌더링합니다. 
    result = m_TextureShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_FullScreenWindow->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                     baseViewMatrix, orthoMatrix, m_VerticalBlurTexture->GetShaderResourceView());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 모든 2D 렌더링이 완료되었으므로 Z 버퍼를 다시 켜십시오. 
    m_Direct3D->TurnZBufferOn();
    
    // 렌더링 대상을 원래의 백 버퍼로 다시 설정하고 렌더링에 대한 렌더링을 더 이상 다시 설정하지 않습니다. 
    m_Direct3D->SetBackBufferRenderTarget();
 
    // 뷰포트를 원본으로 다시 설정합니다. 
    m_Direct3D->ResetViewport();
 
    return true;
}
 
 
bool GraphicsClass::Render()
{
    bool result;
    XMMATRIX worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix;
    float posX, posY, posZ;
 
 
    // 먼저 장면을 텍스처로 렌더링합니다. 
    result = RenderSceneToTexture();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 다음으로 그림자가있는 장면을 흑백으로 렌더링합니다. 
    result = RenderBlackAndWhiteShadows();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 그런 다음 흑백 씬 텍스처를 샘플링합니다. 
    result = DownSampleTexture();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 다운 샘플링 된 텍스처에 수평 블러를 수행합니다. 
    result = RenderHorizontalBlurToTexture();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 이제 텍스처에 수직 블러를 수행합니다. 
    result = RenderVerticalBlurToTexture();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 최종적으로 부드러운 그림자 쉐이더에서 사용할 수있는 텍스처에 대한 최종 흐린 렌더링 샘플을 샘플링합니다. 
    result = UpSampleTexture();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 버퍼를 지우고 장면을 시작합니다. 
    m_Direct3D->BeginScene(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다.
    m_Camera->Render();
 
    // 조명의 위치에 따라 조명보기 행렬을 생성합니다.
    m_Light->GenerateViewMatrix();
 
    // 카메라 및 d3d 객체에서 월드, 뷰 및 투영 행렬을 가져옵니다.
    m_Camera->GetViewMatrix(viewMatrix);
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
    m_Direct3D->GetProjectionMatrix(projectionMatrix);
 
    // 큐브 모델에 대한 변환 행렬을 설정하십시오. 
    m_CubeModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
    
    // 부드러운 그림자 셰이더를 사용하여 큐브 모델을 렌더링합니다. 
    m_CubeModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_SoftShadowShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_CubeModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                        viewMatrix, projectionMatrix, m_CubeModel->GetTexture(),
                                        m_UpSampleTexure->GetShaderResourceView(), m_Light->GetPosition(), 
                                        m_Light->GetAmbientColor(), m_Light->GetDiffuseColor());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 월드 행렬을 재설정합니다.
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // 구형 모델에 대한 변환 행렬을 설정합니다.
    m_SphereModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
 
    // 부드러운 그림자 쉐이더를 사용하여 구형 모델을 렌더링합니다. 
    m_SphereModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_SoftShadowShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_SphereModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                        viewMatrix, projectionMatrix, m_SphereModel->GetTexture(),
                                        m_UpSampleTexure->GetShaderResourceView(), m_Light->GetPosition(), 
                                        m_Light->GetAmbientColor(), m_Light->GetDiffuseColor());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 월드 행렬을 재설정합니다.
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
 
    // ground 모델에 대한 변환 행렬을 설정합니다.
    m_GroundModel->GetPosition(posX, posY, posZ);
    worldMatrix = XMMatrixTranslation(posX, posY, posZ);
 
    // 부드러운 그림자 쉐이더를 사용하여 그라운드 모델을 렌더링합니다. 
    m_GroundModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
    result = m_SoftShadowShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_GroundModel->GetIndexCount(), worldMatrix,
                                        viewMatrix, projectionMatrix, m_GroundModel->GetTexture(), 
                                        m_UpSampleTexure->GetShaderResourceView(), m_Light->GetPosition(),
                                        m_Light->GetAmbientColor(), m_Light->GetDiffuseColor());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 렌더링 된 장면을 화면에 표시합니다.
    m_Direct3D->EndScene();
 
    return true;
}

출력 화면

마치면서

그림자의 가장자리가 부드러워 보이게 되어 보다 사실적인 그림자 효과를 냅니다.

연습문제

1. 프로그램을 컴파일하고 실행하십시오. 화살표 키 A, Z, PgUp 및 PgDn을 사용하여 장면을 탐색합니다.

2. 흐림 효과를 빠르게 수행하는 흐림 효과로 변경합니다. 코드에서 찾을 수 있는 몇 가지 최적화 된 기술이 있습니다.

소스코드

소스코드 : Dx11Demo_42.zip