[DirectX11] Tutorial 43 - 투영 텍스처

Tutorial 43 - 투영 텍스처

원문 : http://www.rastertek.com/dx11tut43.html

이 튜토리얼에서는 HLSL 및 C ++을 사용하는 DirectX 11의 투영 텍스처에 대해 설명합니다.

투영 텍스처는 실시간 응용 프로그램을 위한 고급 렌더링 기술 대부분을 수행하는 데 필요한 가장 중요한 개념 중 하나입니다. 예를 들어, 부드러운 그림자, 물, 투사 광 맵 및 반사는 모두 투영 텍스처를 필요로합니다.

투영 텍스처는 단순히 특정 시점에서 3D 장면으로 2D 텍스처를 투사하는 것입니다. 3D 장면을 2D 백 버퍼에 렌더링하기 위해 카메라 시점을 사용하는 것과 비슷한 방식으로 작동합니다. 우리는 먼저 텍스쳐를 투영하고자하는 시점에서 뷰잉 프러스 텀을 생성합니다. 이것은 다음과 같이 보입니다 :

그런 다음 뷰잉 절두체가 다른 3D 객체와 교차 할 때마다 투영 된 위치와 일치하는 텍스처에서 픽셀을 그립니다. 예를 들어 청색 평면에 텍스처를 투영하면 청색 3D 평면과 교차하는 녹색 경계 영역 내에 텍스처가 렌더링됩니다.

이 듀토리얼에서는 비행기에 앉아있는 큐브의 다음 3D 장면부터 시작하겠습니다.

그런 다음 3D 장면에 투영 할 텍스처로 다음 텍스처를 사용합니다.

그런 다음 우리가 투영하고자하는 지점과 우리가 투영 할 위치에 대한 시점을 설정합니다. 시작 위치를 '출발'시점이라고 하고 마지막 위치를 '끝' 시점이라고합니다. 이 예에서 우리의 위치 (시점)는 카메라 뒤에서 장면의 오른쪽 위 모서리에 위치합니다. 그리고 우리는 장면의 중심으로 (보이는 시점)에 투사 할 위치를 설정할 것입니다. 그런 다음 이 매개 변수를 사용하여 뷰 및 프로젝션 행렬을 설정 한 다음 텍스처가 투영되는 장면을 렌더링합니다. 이것은 우리에게 다음과 같은 결과를 보여 줍니다:

투영 쉐이더 HLSL 코드를 먼저 살펴봄으로써 튜토리얼의 코드 섹션을 시작할 것입니다.

Projection_vs.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: projection_vs.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer MatrixBuffer
{
    matrix worldMatrix;
    matrix viewMatrix;
    matrix projectionMatrix;
    matrix viewMatrix2;
    matrix projectionMatrix2;
};
 
 
//////////////
// 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;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Vertex Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PixelInputType ProjectionVertexShader(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);
    
    // 투영 뷰 포인트에서 보았을 때 꼭지점의 위치를 ​​별도의 변수에 저장합니다.
    output.viewPosition = mul(input.position, worldMatrix);
    output.viewPosition = mul(output.viewPosition, viewMatrix2);
    output.viewPosition = mul(output.viewPosition, projectionMatrix2);
 
    // 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);
 
    return output;
}

Projection_ps.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: projection_ps.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
//////////////
// TEXTURES //
//////////////
Texture2D shaderTexture : register(t0);
Texture2D projectionTexture : register(t1);
 
 
//////////////
// SAMPLERS //
//////////////
SamplerState SampleType;
 
 
//////////////////////
// CONSTANT BUFFERS //
//////////////////////
cbuffer LightBuffer
{
    float4 ambientColor;
    float4 diffuseColor;
    float3 lightDirection;
    float padding;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float4 viewPosition : TEXCOORD1;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pixel Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float4 ProjectionPixelShader(PixelInputType input) : SV_TARGET
{
    float2 projectTexCoord;
 
    // 모든 픽셀의 기본 출력 색상을 주변 광원 값으로 설정합니다.
    float4 color = ambientColor;
 
    // 계산을 위해 빛 방향을 반전시킵니다.
    float3 lightDir = -lightDirection;
 
    // 이 픽셀의 빛의 양을 계산합니다.
    float lightIntensity = saturate(dot(input.normal, lightDir));
 
    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(SampleType, input.tex);
 
    // 밝은 색상과 텍스처 색상을 결합합니다.
    color = color * textureColor;
 
    // 투영 된 텍스처 좌표를 계산합니다.
    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 좌표가 0에서 1 범위에 있는지 결정합니다. 그 경우이 픽셀은 투영 된 뷰 포트 안에 있습니다.
    if((saturate(projectTexCoord.x) == projectTexCoord.x) && (saturate(projectTexCoord.y) == projectTexCoord.y))
    {
        // 투영 된 텍스처 좌표 위치에서 샘플러를 사용하여 투영 텍스처에서 색상 값을 샘플링합니다.
        float4 projectionColor = projectionTexture.Sample(SampleType, projectTexCoord);
 
        // 이 픽셀의 출력 색상을 일반 색상 값을 무시하는 투영 텍스처로 설정합니다.
        color = projectionColor;
    }
 
    return color;
}

ProjectionShaderClass는 텍스처 투영을 처리하기 위해 다시 작성된 LightShaderClass입니다.

Projectionshaderclass.h

#pragma once
 
class ProjectionShaderClass
{
private:
    struct MatrixBufferType
    {
        XMMATRIX world;
        XMMATRIX view;
        XMMATRIX projection;
        XMMATRIX view2;
        XMMATRIX projection2;
    };
 
    struct LightBufferType
    {
        XMFLOAT4 ambientColor;
        XMFLOAT4 diffuseColor;
        XMFLOAT3 lightDirection;
        float padding;
    };
public:
    ProjectionShaderClass();
    ProjectionShaderClass(const ProjectionShaderClass&);
    ~ProjectionShaderClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*, HWND);
    void Shutdown();
    bool Render(ID3D11DeviceContext*, int, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, ID3D11ShaderResourceView*,
                XMFLOAT4, XMFLOAT4, XMFLOAT3, XMMATRIX, XMMATRIX, ID3D11ShaderResourceView*);
 
private:
    bool InitializeShader(ID3D11Device*, HWND, const WCHAR*, const WCHAR*);
    void ShutdownShader();
    void OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob*, HWND, const WCHAR*);
 
    bool SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext*, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, ID3D11ShaderResourceView*,
                XMFLOAT4, XMFLOAT4, XMFLOAT3, XMMATRIX, XMMATRIX, ID3D11ShaderResourceView*);
    void RenderShader(ID3D11DeviceContext*, int);
 
private:
    ID3D11VertexShader* m_vertexShader = nullptr;
    ID3D11PixelShader* m_pixelShader = nullptr;
    ID3D11InputLayout* m_layout = nullptr;
    ID3D11SamplerState* m_sampleState = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_matrixBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer* m_lightBuffer = nullptr;
};

Projectionshaderclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "ProjectionShaderClass.h"
 
 
ProjectionShaderClass::ProjectionShaderClass()
{
}
 
 
ProjectionShaderClass::ProjectionShaderClass(const ProjectionShaderClass& other)
{
}
 
 
ProjectionShaderClass::~ProjectionShaderClass()
{
}
 
 
bool ProjectionShaderClass::Initialize(ID3D11Device* device, HWND hwnd)
{
    // 정점 및 픽셀 쉐이더를 초기화합니다.
    return InitializeShader(device, hwnd, L"../Dx11Demo_43/projection_vs.hlsl", L"../Dx11Demo_43/projection_ps.hlsl");
}
 
 
void ProjectionShaderClass::Shutdown()
{
    // 버텍스 및 픽셀 쉐이더와 관련된 객체를 종료합니다.
    ShutdownShader();
}
 
 
bool ProjectionShaderClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount, XMMATRIX worldMatrix, 
                               XMMATRIX viewMatrix, XMMATRIX projectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView* texture,
                               XMFLOAT4 ambientColor, XMFLOAT4 diffuseColor, XMFLOAT3 lightDirection, XMMATRIX viewMatrix2,
                               XMMATRIX projectionMatrix2, ID3D11ShaderResourceView* projectionTexture)
{
    // 렌더링에 사용할 셰이더 매개 변수를 설정합니다.
    if (!SetShaderParameters(deviceContext, worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, texture, ambientColor, diffuseColor,
                             lightDirection, viewMatrix2, projectionMatrix2, projectionTexture))
    {
        return false;
    }
    
    // 설정된 버퍼를 셰이더로 렌더링한다.
    RenderShader(deviceContext, indexCount);
 
    return true;
}
 
 
bool ProjectionShaderClass::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, "ProjectionVertexShader", "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, "ProjectionPixelShader", "ps_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS,
                                0, &pixelShaderBuffer, &errorMessage);
    if (FAILED(result))
    {
        // 셰이더 컴파일 실패시 오류메시지를 출력합니다.
        if (errorMessage)
        {
            OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, psFilename);
        }
        // 컴파일 오류가 아니라면 셰이더 파일을 찾을 수 없는 경우입니다.
        else
        {
            MessageBox(hwnd, psFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
        }
 
        return false;
    }
 
    // 버퍼로부터 정점 셰이더를 생성한다.
    result = device->CreateVertexShader(vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                        &m_vertexShader);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 버퍼에서 픽셀 쉐이더를 생성합니다.
    result = device->CreatePixelShader(pixelShaderBuffer->GetBufferPointer(), pixelShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                       &m_pixelShader);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 정점 입력 레이아웃 구조체를 설정합니다.
    // 이 설정은 ModelClass와 셰이더의 VertexType 구조와 일치해야합니다.
    D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC polygonLayout[3];
    polygonLayout[0].SemanticName = "POSITION";
    polygonLayout[0].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[0].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
    polygonLayout[0].InputSlot = 0;
    polygonLayout[0].AlignedByteOffset = 0;
    polygonLayout[0].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[0].InstanceDataStepRate = 0;
 
    polygonLayout[1].SemanticName = "TEXCOORD";
    polygonLayout[1].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[1].Format = DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT;
    polygonLayout[1].InputSlot = 0;
    polygonLayout[1].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
    polygonLayout[1].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[1].InstanceDataStepRate = 0;
 
    polygonLayout[2].SemanticName = "NORMAL";
    polygonLayout[2].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[2].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
    polygonLayout[2].InputSlot = 0;
    polygonLayout[2].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
    polygonLayout[2].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[2].InstanceDataStepRate = 0;
 
    // 레이아웃의 요소 수를 가져옵니다.
    UINT numElements = sizeof(polygonLayout) / sizeof(polygonLayout[0]);
 
    // 정점 입력 레이아웃을 만듭니다.
    result = device->CreateInputLayout(polygonLayout, numElements, vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(),
        vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), &m_layout);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 더 이상 사용되지 않는 정점 셰이더 퍼버와 픽셀 셰이더 버퍼를 해제합니다.
    vertexShaderBuffer->Release();
    vertexShaderBuffer = 0;
 
    pixelShaderBuffer->Release();
    pixelShaderBuffer = 0;
 
    // 텍스처 샘플러 상태 구조체를 생성 및 설정합니다.
    D3D11_SAMPLER_DESC samplerDesc;
    samplerDesc.Filter = D3D11_FILTER_MIN_MAG_MIP_LINEAR;
    samplerDesc.AddressU = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
    samplerDesc.AddressV = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
    samplerDesc.AddressW = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
    samplerDesc.MipLODBias = 0.0f;
    samplerDesc.MaxAnisotropy = 1;
    samplerDesc.ComparisonFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS;
    samplerDesc.BorderColor[0] = 0;
    samplerDesc.BorderColor[1] = 0;
    samplerDesc.BorderColor[2] = 0;
    samplerDesc.BorderColor[3] = 0;
    samplerDesc.MinLOD = 0;
    samplerDesc.MaxLOD = D3D11_FLOAT32_MAX;
 
    // 텍스처 샘플러 상태를 만듭니다.
    result = device->CreateSamplerState(&samplerDesc, &m_sampleState);
    if (FAILED(result))
    {
        return false;
    }
 
    // 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;
    }
 
    return true;
}
 
 
void ProjectionShaderClass::ShutdownShader()
{
    // 광원 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_lightBuffer)
    {
        m_lightBuffer->Release();
        m_lightBuffer = 0;
    }
 
    // 행렬 상수 버퍼를 해제합니다.
    if(m_matrixBuffer)
    {
        m_matrixBuffer->Release();
        m_matrixBuffer = 0;
    }
 
    // 샘플러 상태를 해제한다.
    if(m_sampleState)
    {
        m_sampleState->Release();
        m_sampleState = 0;
    }
 
    // 레이아웃을 해제합니다.
    if(m_layout)
    {
        m_layout->Release();
        m_layout = 0;
    }
 
    // 픽셀 쉐이더를 해제합니다.
    if (m_pixelShader)
    {
        m_pixelShader->Release();
        m_pixelShader = 0;
    }
 
    // 버텍스 쉐이더를 해제합니다.
    if (m_vertexShader)
    {
        m_vertexShader->Release();
        m_vertexShader = 0;
    }
}
 
 
void ProjectionShaderClass::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 ProjectionShaderClass::SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext* deviceContext, XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix, 
                                          XMMATRIX projectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView* texture, XMFLOAT4 ambientColor,
                                          XMFLOAT4 diffuseColor, XMFLOAT3 lightDirection, XMMATRIX viewMatrix2,
                                          XMMATRIX projectionMatrix2, ID3D11ShaderResourceView* projectionTexture)
{
    // 행렬을 transpose하여 셰이더에서 사용할 수 있게 합니다
    worldMatrix = XMMatrixTranspose(worldMatrix);
    viewMatrix = XMMatrixTranspose(viewMatrix);
    projectionMatrix = XMMatrixTranspose(projectionMatrix);
    viewMatrix2 = XMMatrixTranspose(viewMatrix2);
    projectionMatrix2 = XMMatrixTranspose(projectionMatrix2);
 
    // 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->view2 = viewMatrix2;
    dataPtr->projection2 = projectionMatrix2;
    
    // 상수 버퍼의 잠금을 풉니다.
    deviceContext->Unmap(m_matrixBuffer, 0);
 
    // 정점 셰이더에서의 상수 버퍼의 위치를 설정합니다.
    unsigned int bufferNumber = 0;
 
    // 마지막으로 정점 셰이더의 상수 버퍼를 바뀐 값으로 바꿉니다.
    deviceContext->VSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_matrixBuffer);
 
    // light constant buffer를 잠글 수 있도록 기록한다.
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_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;
    dataPtr2->lightDirection = lightDirection;
    dataPtr2->padding = 0.0f;
    
    // 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);
 
    // 픽셀 셰이더에서 셰이더 텍스처 리소스를 설정합니다..
    deviceContext->PSSetShaderResources(0, 1, &texture);
    deviceContext->PSSetShaderResources(1, 1, &projectionTexture);
 
    return true;
}
 
 
void ProjectionShaderClass::RenderShader(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount)
{
    // 정점 입력 레이아웃을 설정합니다.
    deviceContext->IASetInputLayout(m_layout);
 
    // 삼각형을 그릴 정점 셰이더와 픽셀 셰이더를 설정합니다.
    deviceContext->VSSetShader(m_vertexShader, NULL, 0);
    deviceContext->PSSetShader(m_pixelShader, NULL, 0);
 
    // 픽셀 쉐이더에서 샘플러 상태를 설정합니다.
    deviceContext->PSSetSamplers(0, 1, &m_sampleState);
 
    // 삼각형을 그립니다.
    deviceContext->DrawIndexed(indexCount, 0, 0);
}

ViewPointClass는 텍스처를 투영하는 관점에서 장면을 볼 시점 포인트를 캡슐화합니다. LightClass 또는 CameraClass와 유사하여 3D 세계에서 위치를 갖고 있으며 3D 세계에서 볼 수있는 위치를 가지고 있습니다. 위치 변수와 투영 변수를 설정하면 3D 세계에서 시점을 표현하기 위한 뷰 행렬과 투영 행렬을 생성 할 수 있습니다. 그런 다음이 두 행렬을 쉐이더로 보내서 텍스처를 3D 장면에 투영하는 데 사용할 수 있습니다.

Viewpointclass.h

#pragma once
 
class ViewPointClass : public AlignedAllocationPolicy<16>
{
public:
    ViewPointClass();
    ViewPointClass(const ViewPointClass&);
    ~ViewPointClass();
 
    void SetPosition(float, float, float);
    void SetLookAt(float, float, float);
    void SetProjectionParameters(float, float, float, float);
 
    void GenerateViewMatrix();
    void GenerateProjectionMatrix();
 
    void GetViewMatrix(XMMATRIX&);
    void GetProjectionMatrix(XMMATRIX&);
 
private:
    XMFLOAT3 m_position = XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    XMFLOAT3 m_lookAt = XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    XMMATRIX m_viewMatrix;
    XMMATRIX  m_projectionMatrix;
    float m_fieldOfView = 0;
    float m_aspectRatio = 0;
    float m_nearPlane = 0;
    float m_farPlane = 0;
};

Viewpointclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "ViewPointClass.h"
 
 
ViewPointClass::ViewPointClass()
{
}
 
 
ViewPointClass::ViewPointClass(const ViewPointClass& other)
{
}
 
 
ViewPointClass::~ViewPointClass()
{
}
 
 
void ViewPointClass::SetPosition(float x, float y, float z)
{
    m_position = XMFLOAT3(x, y, z);
}
 
 
void ViewPointClass::SetLookAt(float x, float y, float z)
{
    m_lookAt = XMFLOAT3(x, y, z);
}
 
 
void ViewPointClass::SetProjectionParameters(float fieldOfView, float aspectRatio, float nearPlane, float farPlane)
{
    m_fieldOfView = fieldOfView;
    m_aspectRatio = aspectRatio;
    m_nearPlane = nearPlane;
    m_farPlane = farPlane;
}
 
 
void ViewPointClass::GenerateViewMatrix()
{
    // 위쪽을 가리키는 벡터를 설정합니다.
    XMFLOAT3 up = XMFLOAT3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
 
    XMVECTOR upVector = XMLoadFloat3(&up);
    XMVECTOR positionVector = XMLoadFloat3(&m_position);
    XMVECTOR lookAtVector = XMLoadFloat3(&m_lookAt);
 
    // 세 벡터로부터 뷰 행렬을 만듭니다.
    m_viewMatrix = XMMatrixLookAtLH(positionVector, lookAtVector, upVector);
}
 
 
void ViewPointClass::GenerateProjectionMatrix()
{
    // 뷰 포인트의 투영 행렬을 만듭니다.
    m_projectionMatrix = XMMatrixPerspectiveFovLH(m_fieldOfView, m_aspectRatio, m_nearPlane, m_farPlane);
}
 
 
void ViewPointClass::GetViewMatrix(XMMATRIX& viewMatrix)
{
    viewMatrix = m_viewMatrix;
}
 
 
void ViewPointClass::GetProjectionMatrix(XMMATRIX& projectionMatrix)
{
    projectionMatrix = m_projectionMatrix;
}

Graphicsclass.h

#pragma once
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
const bool FULL_SCREEN = true;
const bool VSYNC_ENABLED = true;
const float SCREEN_DEPTH = 100.0f;
const float SCREEN_NEAR = 1.0f;
 
 
class D3DClass;
class CameraClass;
class ModelClass;
class LightClass;
class ProjectionShaderClass;
class TextureClass;
class ViewPointClass;
 
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_GroundModel = nullptr;
    ModelClass *m_CubeModel = nullptr;
    LightClass* m_Light = nullptr;
    ProjectionShaderClass* m_ProjectionShader = nullptr;
    TextureClass* m_ProjectionTexture = nullptr;
    ViewPointClass* m_ViewPoint = nullptr;
};

Graphicsclass.cpp

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269

#include "stdafx.h" #include "d3dclass.h" #include "cameraclass.h" #include "modelclass.h" #include "lightclass.h" #include "projectionshaderclass.h" #include "textureclass.h" #include "viewpointclass.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;     }       // 카메라의 초기 위치와 회전을 설정합니다.     m_Camera->SetPosition(XMFLOAT3(0.0f, 7.0f, -10.0f));     m_Camera->SetRotation(XMFLOAT3(35.0f, 0.0f, 0.0f));          // 그라운드 모델 객체를 만듭니다.     m_GroundModel = new ModelClass;     if(!m_GroundModel)     {         return false;     }       // 지면 모델 객체를 초기화합니다.     result = m_GroundModel->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), "../Dx11Demo_43/data/floor.txt",    L"../Dx11Demo_43/data/stone.dds");     if(!result)     {         MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the ground model object.", L"Error", MB_OK);         return false;     }         // 큐브 모델 객체를 생성합니다.     m_CubeModel = new ModelClass;     if(!m_CubeModel)     {         return false;     }       // 큐브 모델 객체를 초기화 합니다.     result = m_CubeModel->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), "../Dx11Demo_43/data/cube.txt",  L"../Dx11Demo_43/data/seafloor.dds");     if(!result)     {         MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the cube model object.", L"Error", MB_OK);         return false;     }       // 조명 객체를 생성합니다.     m_Light = new LightClass;     if(!m_Light)     {         return false;     }       // 조명 객체를 초기화 합니다.     m_Light->SetAmbientColor(0.15f, 0.15f, 0.15f, 1.0f);     m_Light->SetDiffuseColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);     m_Light->SetDirection(0.0f, -0.75f, 0.5f);       // 프로젝션 셰이더 개체를 만듭니다.     m_ProjectionShader = new ProjectionShaderClass;     if(!m_ProjectionShader)     {         return false;     }       // 프로젝션 셰이더 개체를 초기화합니다.     result = m_ProjectionShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);     if(!result)     {         MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the projection shader object.", L"Error", MB_OK);         return false;     }       // 투영 텍스처 객체를 만듭니다.     m_ProjectionTexture = new TextureClass;     if(!m_ProjectionTexture)     {         return false;     }       // 투영 텍스처 객체를 초기화합니다.     result = m_ProjectionTexture->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), L"../Dx11Demo_43/data/dx11.dds");     if(!result)     {         MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the projection texture object.", L"Error", MB_OK);         return false;     }       // 뷰 포인트 객체를 만듭니다.     m_ViewPoint = new ViewPointClass;     if(!m_ViewPoint)     {         return false;     }       // 뷰 포인트 객체를 초기화합니다.     m_ViewPoint->SetPosition(2.0f, 5.0f, -2.0f);     m_ViewPoint->SetLookAt(0.0f, 0.0f, 0.0f);     m_ViewPoint->SetProjectionParameters((float)(XM_PI / 2.0f), 1.0f, 0.1f, 100.0f);     m_ViewPoint->GenerateViewMatrix();     m_ViewPoint->GenerateProjectionMatrix();       return true; }     void GraphicsClass::Shutdown() {     // 뷰 포인트 객체를 해제합니다.     if(m_ViewPoint)     {         delete m_ViewPoint;         m_ViewPoint = 0;     }       // 투영 텍스처 객체를 해제합니다.     if(m_ProjectionTexture)     {         m_ProjectionTexture->Shutdown();         delete m_ProjectionTexture;         m_ProjectionTexture = 0;     }       // 투영 쉐이더 객체를 해제합니다.     if(m_ProjectionShader)     {         m_ProjectionShader->Shutdown();         delete m_ProjectionShader;         m_ProjectionShader = 0;     }       // light 오브젝트를 해제한다.     if(m_Light)     {         delete m_Light;         m_Light = 0;     }       // 큐브 모델 오브젝트를 해제하십시오.     if(m_CubeModel)     {         m_CubeModel->Shutdown();         delete m_CubeModel;         m_CubeModel = 0;     }       // 그라운드 모델 객체를 해제한다.     if(m_GroundModel)     {         m_GroundModel->Shutdown();         delete m_GroundModel;         m_GroundModel = 0;     }       // 카메라 객체를 해제합니다.     if(m_Camera)     {         delete m_Camera;         m_Camera = 0;     }       // Direct3D 객체 반환     if (m_Direct3D)     {         m_Direct3D->Shutdown();         delete m_Direct3D;         m_Direct3D = 0;     } }     bool GraphicsClass::Frame() {     // 그래픽 장면을 렌더링합니다.     return Render(); }     bool GraphicsClass::Render() {     XMMATRIX worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix;     XMMATRIX viewMatrix2, projectionMatrix2;          // 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     m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);     m_Camera->GetViewMatrix(viewMatrix);     m_Direct3D->GetProjectionMatrix(projectionMatrix);       // 뷰 포인트 객체에서 뷰 및 투영 행렬을 가져옵니다.     m_ViewPoint->GetViewMatrix(viewMatrix2);     m_ViewPoint->GetProjectionMatrix(projectionMatrix2);       // ground 모델에 대한 번역을 설정합니다.     worldMatrix = XMMatrixTranslation(0.0f, 1.0f, 0.0f);          // 투영 셰이더를 사용하여 지상 모델을 렌더링합니다.     m_GroundModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());          if(!m_ProjectionShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_GroundModel->GetIndexCount(), worldMatrix,  viewMatrix, projectionMatrix, m_GroundModel->GetTexture(),  m_Light->GetAmbientColor(), m_Light->GetDiffuseColor(),  m_Light->GetDirection(), viewMatrix2, projectionMatrix2,  m_ProjectionTexture->GetTexture()))     {         return false;     }       // 월드 행렬을 재설정하고 큐브 모델에 대한 변환을 설정합니다.     m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);     worldMatrix = XMMatrixTranslation(0.0f, 2.0f, 0.0f);       // 프로젝션 셰이더를 사용하여 큐브 모델을 렌더링합니다.     m_CubeModel->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());       if(!m_ProjectionShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_CubeModel->GetIndexCount(), worldMatrix,  viewMatrix, projectionMatrix, m_CubeModel->GetTexture(),  m_Light->GetAmbientColor(), m_Light->GetDiffuseColor(),  m_Light->GetDirection(), viewMatrix2, projectionMatrix2,  m_ProjectionTexture->GetTexture()))     {         return false;     }                                     // 렌더링 된 장면을 화면에 표시합니다.     m_Direct3D->EndScene();       return true; } Colored by Color Scripter

cs

출력 화면

마치면서

이제 정의 된 시점에서 2D 장면을 3D 장면으로 투영 할 수 있게 되었습니다.

연습문제

1. 프로그램을 컴파일하고 실행하십시오. 2D 텍스처가 투영 된 3D 장면이 나타납니다.

2. 장면에 투영되는 텍스처를 변경하십시오.

3. 큐브가 회전하도록 설정하여 투영된 텍스처의 효과를 봅니다. 뷰 포인트의 위치를 수정하십시오.

5. 다른 모양의 투영법을 만들기 위해 시점의 투영 매개 변수를 수정합니다.

소스코드

소스코드 : Dx11Demo_43.zip