[DirectX 11] Terrain 15 - 지형 범프 매핑

Terrain 15 - 지형 범프 매핑

원문 : http://www.rastertek.com/tertut15.html

 이 듀토리얼에서는 HLSL 및 C ++을 사용하는 DirectX 11의 지형 범프 매핑에 대해 설명합니다. 이 지형 듀토리얼을 진행하기 전에 '[DirectX11] Tutorial 20 - 범프 매핑' 듀토리얼을 검토 할 수 있습니다.

높이 맵 생성 지형에 어느 정도의 사실성을 추가하는 방법 중 하나는 범프 매핑을 사용하는 것입니다. 범프 맵핑을 사용하면 삼각형 대신 픽셀당 지형을 밝힐 수 있습니다. 노멀 맵에서 픽셀 라이팅 정보를 얻습니다. 법선 맵의 각 픽셀에는 해당 픽셀의 고유한 조명 표준을 계산하는데 필요한 정보가 들어 있습니다. 지형상의 각 쿼드에 대한 접선 및 바이 노멀 또한 범프 매핑 계산을 수행하기 위해 계산되어야 합니다. 이 튜토리얼에서는 다음과 같은 색상 세부 맵과 노멀 맵을 사용합니다.

범프 맵핑은 매우 섬세한 디테일이기 때문에 일반적으로 카메라에서 너무 멀리 떨어져서 볼 수는 없습니다. 또한 우리 지형의 모든 단일 삼각형에 노멀 맵을 적용하는 것은 그리 효율적이지 않습니다. 디테일 맵핑 튜토리얼과 마찬가지로 픽셀 쉐이더에 전달되는 깊이 정보를 사용하여 노멀 맵을 사용해야 하는지 아니면 보통의 조명을 사용해야 하는지 결정합니다. 개념을 설명하기 위해 범프 맵핑된 지형의 가까운 부분이 파란색으로 채색된 스크린 샷을 만들었습니다. 그리고 우리가 보통 맵을 적용하고 싶지 않은 거리를 넘어서는 것은 녹색으로 착색됩니다.

이제 픽셀 별 조명에 대한 노멀 맵을 사용하여 컬러 디테일 텍스처를 추가 할 때 가까운 거리에서 매우 멋진 지형을 얻을 수 있습니다.

업데이트 된 HLSL 지형 셰이더를 검사하여 튜토리얼의 코드 섹션을 시작합니다.

Terrain_vs.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: terrain_vs.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer MatrixBuffer
{
    matrix worldMatrix;
    matrix viewMatrix;
    matrix projectionMatrix;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct VertexInputType
{
    float4 position : POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float3 tangent : TANGENT;
    float3 binormal : BINORMAL;
};
 
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
       float3 normal : NORMAL;
    float3 tangent : TANGENT;
    float3 binormal : BINORMAL;
    float4 depthPosition : TEXCOORD1;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Vertex Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PixelInputType TerrainVertexShader(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);
    
    // 깊이 값 계산을 위해 두 번째 입력 값에 위치 값을 저장합니다.
    output.depthPosition = 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);
 
    // 월드 행렬에 대해서만 접선 벡터를 계산 한 다음 최종 값을 정규화합니다.
    output.tangent = mul(input.tangent, (float3x3)worldMatrix);
    output.tangent = normalize(output.tangent);
 
    // 월드 매트릭스에 대해서만 바이 노멀 벡터를 계산 한 다음 최종 값을 정규화합니다.
    output.binormal = mul(input.binormal, (float3x3)worldMatrix);
    output.binormal = normalize(output.binormal);
 
    return output;
}

Terrain_ps.hlsl

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: terrain_ps.hlsl
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
 
//////////////
// TEXTURES //
//////////////
Texture2D colorTexture : register(t0);
Texture2D normalTexture : register(t1);
 
 
//////////////
// SAMPLERS //
//////////////
SamplerState SampleType;
 
 
//////////////////////
// CONSTANT BUFFERS //
//////////////////////
cbuffer LightBuffer
{
    float4 diffuseColor;
    float3 lightDirection;
    float padding;
};
 
 
//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
       float3 normal : NORMAL;
    float3 tangent : TANGENT;
    float3 binormal : BINORMAL;
    float4 depthPosition : TEXCOORD1;
};
 
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pixel Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float4 TerrainPixelShader(PixelInputType input) : SV_TARGET
{
    float depthValue;
    float4 textureColor;
    float4 bumpMap;
    float3 bumpNormal;
    float3 lightDir;
    float lightIntensity;
    float4 color;
 
 
    // Z 픽셀 깊이를 균질 W 좌표로 나누어 픽셀의 깊이 값을 가져옵니다.
    depthValue = input.depthPosition.z / input.depthPosition.w;
 
    // 이 위치에서 텍스처 픽셀을 샘플링합니다.
    textureColor = colorTexture.Sample(SampleType, input.tex);
    
    if(depthValue < 0.9f)
    {    
        // 범프 맵에서 픽셀을 샘플링합니다.
        bumpMap = normalTexture.Sample(SampleType, input.tex);
 
        // 정상 값의 범위를 (0, +1)에서 (-1, +1)로 확장합니다.
        bumpMap = (bumpMap * 2.0f) - 1.0f;
 
        // 범프 맵의 데이터에서 법선을 계산합니다.
        bumpNormal = input.normal + bumpMap.x * input.tangent + bumpMap.y * input.binormal;
 
        // 결과 범프 법선을 표준화합니다.
        bumpNormal = normalize(bumpNormal);
    }
    else
    {
        bumpNormal = input.normal;
    }    
    
    // 계산을 위해 빛 방향을 반전시킵니다.
    lightDir = -lightDirection;
 
    // 범프 맵 일반 값을 기반으로 픽셀의 빛의 양을 계산합니다.
    lightIntensity = saturate(dot(bumpNormal, lightDir));
 
    // 확산 색과 광 강도의 양에 따라 최종 확산 색을 결정합니다.
    color = saturate(diffuseColor * lightIntensity);
 
    // 최종 범프 라이트 색상과 텍스처 색상을 결합합니다.
    color = color * textureColor;
 
    return color;
}

Terrainshaderclass.h

#pragma once
 
class TerrainShaderClass : public AlignedAllocationPolicy<16>
{
private:
    struct MatrixBufferType
    {
        XMMATRIX world;
        XMMATRIX view;
        XMMATRIX projection;
    };
 
    struct LightBufferType
    {
        XMFLOAT4 diffuseColor;
        XMFLOAT3 lightDirection;
        float padding;
    };
 
public:
    TerrainShaderClass();
    TerrainShaderClass(const TerrainShaderClass&);
    ~TerrainShaderClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*, HWND);
    void Shutdown();
    bool Render(ID3D11DeviceContext*, int, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, XMFLOAT4, XMFLOAT3, ID3D11ShaderResourceView*,
                ID3D11ShaderResourceView*);
 
private:
    bool InitializeShader(ID3D11Device*, HWND, const WCHAR*, const WCHAR*);
    void ShutdownShader();
    void OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob*, HWND, const WCHAR*);
 
    bool SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext*, XMMATRIX, XMMATRIX, XMMATRIX, XMFLOAT4, XMFLOAT3,
                             ID3D11ShaderResourceView*, 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;
};

Terrainshaderclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "terrainshaderclass.h"
 
 
TerrainShaderClass::TerrainShaderClass()
{
}
 
 
TerrainShaderClass::TerrainShaderClass(const TerrainShaderClass& other)
{
}
 
 
TerrainShaderClass::~TerrainShaderClass()
{
}
 
 
bool TerrainShaderClass::Initialize(ID3D11Device* device, HWND hwnd)
{
    // 정점 및 픽셀 쉐이더를 초기화합니다.
    return InitializeShader(device, hwnd, L"../Dx11Terrain_15/terrain_vs.hlsl", L"../Dx11Terrain_15/terrain_ps.hlsl");
}
 
 
void TerrainShaderClass::Shutdown()
{
    // 버텍스 및 픽셀 쉐이더와 관련된 객체를 종료합니다.
    ShutdownShader();
}
 
 
bool TerrainShaderClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount, XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix, 
                                XMMATRIX projectionMatrix, XMFLOAT4 diffuseColor, XMFLOAT3 lightDirection,
                                ID3D11ShaderResourceView* colorTexture, ID3D11ShaderResourceView* normalMapTexture)
{
    // 렌더링에 사용할 셰이더 매개 변수를 설정합니다.
    if(!SetShaderParameters(deviceContext, worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, diffuseColor, lightDirection,
                            colorTexture, normalMapTexture))
    {
        return false;
    }
 
    // 설정된 버퍼를 셰이더로 렌더링한다.
    RenderShader(deviceContext, indexCount);
 
    return true;
}
 
 
bool TerrainShaderClass::InitializeShader(ID3D11Device* device, HWND hwnd, const WCHAR* vsFilename, const WCHAR* psFilename)
{
    ID3D10Blob* errorMessage = nullptr;
 
    // 버텍스 쉐이더 코드를 컴파일한다.
    ID3D10Blob* vertexShaderBuffer = nullptr;
    if(FAILED(D3DCompileFromFile(vsFilename, NULL, NULL, "TerrainVertexShader", "vs_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                 &vertexShaderBuffer, &errorMessage)))
    {
        // 셰이더 컴파일 실패시 오류메시지를 출력합니다.
        if(errorMessage)
        {
            OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, vsFilename);
        }
        // 컴파일 오류가 아니라면 셰이더 파일을 찾을 수 없는 경우입니다.
        else
        {
            MessageBox(hwnd, vsFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
        }
 
        return false;
    }
 
    // 픽셀 쉐이더 코드를 컴파일한다.
    ID3D10Blob* pixelShaderBuffer = nullptr;
    if(FAILED(D3DCompileFromFile(psFilename, NULL, NULL, "TerrainPixelShader", "ps_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 0,
                                 &pixelShaderBuffer, &errorMessage)))
    {
        // 셰이더 컴파일 실패시 오류메시지를 출력합니다.
        if(errorMessage)
        {
            OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, psFilename);
        }
        // 컴파일 오류가 아니라면 셰이더 파일을 찾을 수 없는 경우입니다.
        else
        {
            MessageBox(hwnd, psFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
        }
 
        return false;
    }
 
    // 버퍼로부터 정점 셰이더를 생성한다.
    if(FAILED(device->CreateVertexShader(vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                         &m_vertexShader)))
    {
        return false;
    }
 
    // 버퍼에서 픽셀 쉐이더를 생성합니다.
    if(FAILED(device->CreatePixelShader(pixelShaderBuffer->GetBufferPointer(), pixelShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL,
                                        &m_pixelShader)))
    {
        return false;
    }
 
    // 정점 입력 레이아웃 구조체를 설정합니다.
    // 이 설정은 ModelClass와 셰이더의 VertexType 구조와 일치해야합니다.
    D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC polygonLayout[5];
    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;
 
    polygonLayout[3].SemanticName = "TANGENT";
    polygonLayout[3].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[3].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
    polygonLayout[3].InputSlot = 0;
    polygonLayout[3].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
    polygonLayout[3].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[3].InstanceDataStepRate = 0;
 
    polygonLayout[4].SemanticName = "BINORMAL";
    polygonLayout[4].SemanticIndex = 0;
    polygonLayout[4].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
    polygonLayout[4].InputSlot = 0;
    polygonLayout[4].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
    polygonLayout[4].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
    polygonLayout[4].InstanceDataStepRate = 0;
 
    // 레이아웃의 요소 수를 가져옵니다.
    UINT numElements = sizeof(polygonLayout) / sizeof(polygonLayout[0]);
 
    // 정점 입력 레이아웃을 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateInputLayout(polygonLayout, numElements, 
        vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), &m_layout)))
    {
        return false;
    }
 
    // 더 이상 사용되지 않는 정점 셰이더 퍼버와 픽셀 셰이더 버퍼를 해제합니다.
    vertexShaderBuffer->Release();
    vertexShaderBuffer = 0;
 
    pixelShaderBuffer->Release();
    pixelShaderBuffer = 0;
 
    // 텍스처 샘플러 상태 구조체를 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.
    if(FAILED(device->CreateSamplerState(&samplerDesc, &m_sampleState)))
    {
        return false;
    }
 
    // 버텍스 쉐이더에있는 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;
 
    // 이 클래스 내에서 정점 셰이더 상수 버퍼에 액세스 할 수 있도록 상수 버퍼 포인터를 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&matrixBufferDesc, NULL, &m_matrixBuffer)))
    {
        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.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&lightBufferDesc, NULL, &m_lightBuffer)))
    {
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
void TerrainShaderClass::ShutdownShader()
{
    // 조명 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 해제합니다.
    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 TerrainShaderClass::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 TerrainShaderClass::SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext* deviceContext, XMMATRIX worldMatrix, XMMATRIX viewMatrix,
                                          XMMATRIX projectionMatrix, XMFLOAT4 diffuseColor, XMFLOAT3 lightDirection,
                                          ID3D11ShaderResourceView* colorTexture, ID3D11ShaderResourceView* normalMapTexture)
{
    // 행렬을 transpose하여 셰이더에서 사용할 수 있게 합니다
    worldMatrix = XMMatrixTranspose(worldMatrix);
    viewMatrix = XMMatrixTranspose(viewMatrix);
    projectionMatrix = XMMatrixTranspose(projectionMatrix);
 
    // 상수 버퍼의 내용을 쓸 수 있도록 잠급니다.
    D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedResource;
    if(FAILED(deviceContext->Map(m_matrixBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource)))
    {
        return false;
    }
 
    // 상수 버퍼의 데이터에 대한 포인터를 가져옵니다.
    MatrixBufferType* dataPtr = (MatrixBufferType*)mappedResource.pData;
 
    // 상수 버퍼에 행렬을 복사합니다.
    dataPtr->world = worldMatrix;
    dataPtr->view = viewMatrix;
    dataPtr->projection = projectionMatrix;
 
    // 상수 버퍼의 잠금을 풉니다.
    deviceContext->Unmap(m_matrixBuffer, 0);
 
    // 정점 셰이더에서의 상수 버퍼의 위치를 설정합니다.
    unsigned bufferNumber = 0;
 
    // 마지막으로 정점 셰이더의 상수 버퍼를 바뀐 값으로 바꿉니다.
    deviceContext->VSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_matrixBuffer);
 
    // 조명 상수 버퍼를 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->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);
 
    // 셰이더 텍스처 리소스를 픽셀 셰이더에 설정합니다.
    deviceContext->PSSetShaderResources(0, 1, &colorTexture);
    deviceContext->PSSetShaderResources(1, 1, &normalMapTexture);
 
    return true;
}
 
 
void TerrainShaderClass::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);
}

Terrainclass.h

#pragma once
 
 
 
class TextureClass;
 
 
class TerrainClass
{
private:
    struct HeightMapType 
    { 
        float x, y, z;
        float nx, ny, nz;
    };
 
    struct VectorType 
    { 
        float x, y, z;
    };
 
    struct ModelType 
    { 
        float x, y, z;
        float tu, tv;
        float nx, ny, nz;
        float tx, ty, tz;
        float bx, by, bz;
    };
 
    struct TempVertexType
    {
        float x, y, z;
        float tu, tv;
        float nx, ny, nz;
    };
 
    struct VertexType
    {
        XMFLOAT3 position;
        XMFLOAT2 texture;
        XMFLOAT3 normal;
        XMFLOAT3 tangent;
        XMFLOAT3 binormal;
    };
    
public:
    TerrainClass();
    TerrainClass(const TerrainClass&);
    ~TerrainClass();
 
    bool Initialize(ID3D11Device*, const char*, const WCHAR*, const WCHAR*);
    void Shutdown();
    void Render(ID3D11DeviceContext*);
 
    int GetIndexCount();
    ID3D11ShaderResourceView* GetColorTexture();
    ID3D11ShaderResourceView* GetNormalMapTexture();
 
private:
    bool LoadHeightMap(const char*);
    void ShutdownHeightMap();
    void ReduceHeightMap();
    bool CalculateNormals();
 
    bool BuildTerrainModel();
    void ReleaseTerrainModel();
    
    void CalculateTerrainVectors();
    void CalculateTangentBinormal(TempVertexType, TempVertexType, TempVertexType, VectorType&, VectorType&);
 
    bool InitializeBuffers(ID3D11Device*);
    void ShutdownBuffers();
    void RenderBuffers(ID3D11DeviceContext*);
 
    bool LoadTextures(ID3D11Device*, const WCHAR*, const WCHAR*);
    void ReleaseTextures();
 
private:
    int m_terrainWidth = 0;
    int m_terrainHeight = 0;
    HeightMapType* m_heightMap = nullptr;
    ModelType* m_TerrainModel = nullptr;
    int m_vertexCount = 0;
    int m_indexCount = 0;
    ID3D11Buffer *m_vertexBuffer = nullptr;
    ID3D11Buffer *m_indexBuffer = nullptr;
    TextureClass *m_ColorTexture = nullptr;
    TextureClass *m_NormalMapTexture = nullptr;
};

Terrainclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "textureclass.h"
#include "terrainclass.h"
#include <stdio.h>
 
 
TerrainClass::TerrainClass()
{
}
 
 
TerrainClass::TerrainClass(const TerrainClass& other)
{
}
 
 
TerrainClass::~TerrainClass()
{
}
 
 
bool TerrainClass::Initialize(ID3D11Device* device, const char* heightMapFilename, const WCHAR* colorTextureFilename,
                              const WCHAR* normalMapFilename)
{
    // 지형의 높이 맵을 로드합니다.
    if(!LoadHeightMap(heightMapFilename))
    {
        return false;
    }
 
    // 높이 맵의 높이를 줄입니다.
    ReduceHeightMap();
 
    // 지형 데이터의 법선을 계산합니다.
    if(!CalculateNormals())
    {
        return false;
    }
 
    // 높이 맵과 일반 데이터로 3D 모델을 만듭니다.
    if(!BuildTerrainModel())
    {
        return false;
    }
 
    // 지형 모델의 법선 벡터, 접선 벡터 및 바이 노멀 벡터를 계산합니다.
    CalculateTerrainVectors();
 
    // 지형에 대한 정점 및 인덱스 버퍼를 초기화합니다.
    if(!InitializeBuffers(device))
    {
        return false;
    }
 
    // 텍스처를 로드합니다.
    return LoadTextures(device, colorTextureFilename, normalMapFilename);
}
 
 
void TerrainClass::Shutdown()
{
    // 텍스처를 해제합니다.
    ReleaseTextures();
 
    // 버텍스와 인덱스 버퍼를 해제합니다.
    ShutdownBuffers();
 
    // 지형 모델을 해제합니다.
    ReleaseTerrainModel();
    
    // 높이지도 데이터를 해제합니다.
    ShutdownHeightMap();
}
 
 
void TerrainClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext)
{
    // 그리기를 준비하기 위해 그래픽 파이프 라인에 꼭지점과 인덱스 버퍼를 놓습니다.
    RenderBuffers(deviceContext);
}
 
 
int TerrainClass::GetIndexCount()
{
    return m_indexCount;
}
 
 
ID3D11ShaderResourceView* TerrainClass::GetColorTexture()
{
    return m_ColorTexture->GetTexture();
}
 
 
ID3D11ShaderResourceView* TerrainClass::GetNormalMapTexture()
{
    return m_NormalMapTexture->GetTexture();
}
 
 
bool TerrainClass::LoadHeightMap(const char* filename)
{
    // 바이너리 모드로 높이맵 파일을 엽니다.
    FILE* filePtr = nullptr;
    if(fopen_s(&filePtr, filename, "rb") != 0)
    {
        return false;
    }
 
    // 파일 헤더를 읽습니다.
    BITMAPFILEHEADER bitmapFileHeader;
    if(fread(&bitmapFileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, filePtr) != 1)
    {
        return false;
    }
 
    // 비트맵 정보 헤더를 읽습니다.
    BITMAPINFOHEADER bitmapInfoHeader;
    if(fread(&bitmapInfoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, filePtr) != 1)
    {
        return false;
    }
 
    // 지형의 크기를 저장합니다.
    m_terrainWidth = bitmapInfoHeader.biWidth;
    m_terrainHeight = bitmapInfoHeader.biHeight;
 
    // 비트맵 이미지 데이터의 크기를 계산합니다.
    int imageSize = m_terrainWidth * m_terrainHeight * 3;
 
    // 비트맵 이미지 데이터에 메모리를 할당합니다.
    unsigned char* bitmapImage = new unsigned char[imageSize];
    if(!bitmapImage)
    {
        return false;
    }
 
    // 비트맵 데이터의 시작 부분으로 이동합니다.
    fseek(filePtr, bitmapFileHeader.bfOffBits, SEEK_SET);
 
    // 비트맵 이미지 데이터를 읽습니다.
    if(fread(bitmapImage, 1, imageSize, filePtr) != imageSize)
    {
        return false;
    }
 
    // 파일을 닫습니다.
    if(fclose(filePtr) != 0)
    {
        return false;
    }
 
    // 높이 맵 데이터를 저장할 구조체를 만듭니다.
    m_heightMap = new HeightMapType[m_terrainWidth * m_terrainHeight];
    if(!m_heightMap)
    {
        return false;
    }
 
    // 이미지 데이터 버퍼의 위치를 ​​초기화합니다.
    int k = 0;
 
    // 이미지 데이터를 높이 맵으로 읽어들입니다.
    for(int j=0; j<m_terrainHeight; j++)
    {
        for(int i=0; i<m_terrainWidth; i++)
        {
            unsigned char height = bitmapImage[k];
            
            int index = (m_terrainWidth * j) + i;
 
            m_heightMap[index].x = (float)i;
            m_heightMap[index].y = (float)height;
            m_heightMap[index].z = (float)j;
 
            k+=3;
        }
    }
 
    // 비트맵 이미지 데이터를 해제합니다.
    delete [] bitmapImage;
    bitmapImage = 0;
 
    return true;
}
 
 
void TerrainClass::ShutdownHeightMap()
{
    if(m_heightMap)
    {
        delete [] m_heightMap;
        m_heightMap = 0;
    }
}
 
 
void TerrainClass::ReduceHeightMap()
{
    for(int j=0; j<m_terrainHeight; j++)
    {
        for(int i=0; i<m_terrainWidth; i++)
        {
            m_heightMap[(m_terrainWidth * j) + i].y /= 15.0f;
        }
    }
}
 
 
bool TerrainClass::CalculateNormals()
{
    int index1 = 0;
    int index2 = 0;
    int index3 = 0;
    int index = 0;
    int count = 0;
    float vertex1[3] = { 0.f, 0.f, 0.f };
    float vertex2[3] = { 0.f, 0.f, 0.f };
    float vertex3[3] = { 0.f, 0.f, 0.f };
    float vector1[3] = { 0.f, 0.f, 0.f };
    float vector2[3] = { 0.f, 0.f, 0.f };
    float sum[3] = { 0.f, 0.f, 0.f };
    float length = 0.0f;
 
 
    // 정규화되지 않은 법선 벡터를 저장할 임시 배열을 만듭니다.
    VectorType* normals = new VectorType[(m_terrainHeight-1) * (m_terrainWidth-1)];
    if(!normals)
    {
        return false;
    }
 
    // 메쉬의 모든면을 살펴보고 법선을 계산합니다.
    for(int j=0; j<(m_terrainHeight-1); j++)
    {
        for(int i=0; i<(m_terrainWidth-1); i++)
        {
            index1 = (j * m_terrainWidth) + i;
            index2 = (j * m_terrainWidth) + (i+1);
            index3 = ((j+1) * m_terrainWidth) + i;
 
            // 표면에서 세 개의 꼭지점을 가져옵니다.
            vertex1[0] = m_heightMap[index1].x;
            vertex1[1] = m_heightMap[index1].y;
            vertex1[2] = m_heightMap[index1].z;
        
            vertex2[0] = m_heightMap[index2].x;
            vertex2[1] = m_heightMap[index2].y;
            vertex2[2] = m_heightMap[index2].z;
        
            vertex3[0] = m_heightMap[index3].x;
            vertex3[1] = m_heightMap[index3].y;
            vertex3[2] = m_heightMap[index3].z;
 
            // 표면의 두 벡터를 계산합니다.
            vector1[0] = vertex1[0] - vertex3[0];
            vector1[1] = vertex1[1] - vertex3[1];
            vector1[2] = vertex1[2] - vertex3[2];
            vector2[0] = vertex3[0] - vertex2[0];
            vector2[1] = vertex3[1] - vertex2[1];
            vector2[2] = vertex3[2] - vertex2[2];
 
            index = (j * (m_terrainWidth-1)) + i;
 
            // 이 두 법선에 대한 정규화되지 않은 값을 얻기 위해 두 벡터의 외적을 계산합니다.
            normals[index].x = (vector1[1] * vector2[2]) - (vector1[2] * vector2[1]);
            normals[index].y = (vector1[2] * vector2[0]) - (vector1[0] * vector2[2]);
            normals[index].z = (vector1[0] * vector2[1]) - (vector1[1] * vector2[0]);
        }
    }
 
    // 이제 모든 정점을 살펴보고 각면의 평균을 취합니다.     
    // 정점이 닿아 그 정점에 대한 평균 평균값을 얻는다.
    for(int j=0; j<m_terrainHeight; j++)
    {
        for(int i=0; i<m_terrainWidth; i++)
        {
            // 합계를 초기화합니다.
            sum[0] = 0.0f;
            sum[1] = 0.0f;
            sum[2] = 0.0f;
 
            // 카운트를 초기화합니다.
            count = 0;
 
            // 왼쪽 아래면.
            if(((i-1) >= 0) && ((j-1) >= 0))
            {
                index = ((j-1) * (m_terrainWidth-1)) + (i-1);
 
                sum[0] += normals[index].x;
                sum[1] += normals[index].y;
                sum[2] += normals[index].z;
                count++;
            }
 
            // 오른쪽 아래 면.
            if((i < (m_terrainWidth-1)) && ((j-1) >= 0))
            {
                index = ((j-1) * (m_terrainHeight-1)) + i;
 
                sum[0] += normals[index].x;
                sum[1] += normals[index].y;
                sum[2] += normals[index].z;
                count++;
            }
 
            // 왼쪽 위 면.
            if(((i-1) >= 0) && (j < (m_terrainHeight-1)))
            {
                index = (j * (m_terrainHeight-1)) + (i-1);
 
                sum[0] += normals[index].x;
                sum[1] += normals[index].y;
                sum[2] += normals[index].z;
                count++;
            }
 
            // 오른쪽 위 면.
            if((i < (m_terrainWidth-1)) && (j < (m_terrainHeight-1)))
            {
                index = (j * (m_terrainHeight-1)) + i;
 
                sum[0] += normals[index].x;
                sum[1] += normals[index].y;
                sum[2] += normals[index].z;
                count++;
            }
            
            // 이 정점에 닿는면의 평균을 취합니다.
            sum[0] = (sum[0] / (float)count);
            sum[1] = (sum[1] / (float)count);
            sum[2] = (sum[2] / (float)count);
 
            // 이 법선의 길이를 계산합니다.
            length = (float)sqrt((sum[0] * sum[0]) + (sum[1] * sum[1]) + (sum[2] * sum[2]));
            
            // 높이 맵 배열의 정점 위치에 대한 인덱스를 가져옵니다.
            index = (j * m_terrainHeight) + i;
 
            // 이 정점의 최종 공유 법선을 표준화하여 높이 맵 배열에 저장합니다.
            m_heightMap[index].nx = (sum[0] / length);
            m_heightMap[index].ny = (sum[1] / length);
            m_heightMap[index].nz = (sum[2] / length);
        }
    }
 
    // 임시 법선을 해제합니다.
    delete [] normals;
    normals = 0;
 
    return true;
}
 
 
bool TerrainClass::BuildTerrainModel()
{
    int index1 = 0;
    int index2 = 0;
    int index3 = 0;
    int index4 = 0;
 
    // 모델의 정점 수를 설정합니다.
    m_vertexCount = (m_terrainWidth - 1) * (m_terrainHeight - 1) * 6;
 
    // 지형 모델 배열을 만듭니다.
    m_TerrainModel = new ModelType[m_vertexCount];
    if(!m_TerrainModel)
    {
        return false;
    }
 
    // 높이 맵 지형 데이터로 지형 모델을 로드합니다.
    int index = 0;
 
    for(int j=0; j<(m_terrainHeight-1); j++)
    {
        for(int i=0; i<(m_terrainWidth-1); i++)
        {
            index1 = (m_terrainWidth * j) + i;          // 왼쪽 아래.
            index2 = (m_terrainWidth * j) + (i+1);      // 오른쪽 아래.
            index3 = (m_terrainWidth * (j+1)) + i;      // 왼쪽 위.
            index4 = (m_terrainWidth * (j+1)) + (i+1);  // 오른쪽 위.
 
            // 왼쪽 위.
            m_TerrainModel[index].x  = m_heightMap[index3].x;
            m_TerrainModel[index].y  = m_heightMap[index3].y;
            m_TerrainModel[index].z  = m_heightMap[index3].z;
            m_TerrainModel[index].nx = m_heightMap[index3].nx;
            m_TerrainModel[index].ny = m_heightMap[index3].ny;
            m_TerrainModel[index].nz = m_heightMap[index3].nz;
            m_TerrainModel[index].tu = 0.0f;
            m_TerrainModel[index].tv = 0.0f;
            index++;
 
            // 오른쪽 위.
            m_TerrainModel[index].x  = m_heightMap[index4].x;
            m_TerrainModel[index].y  = m_heightMap[index4].y;
            m_TerrainModel[index].z  = m_heightMap[index4].z;
            m_TerrainModel[index].nx = m_heightMap[index4].nx;
            m_TerrainModel[index].ny = m_heightMap[index4].ny;
            m_TerrainModel[index].nz = m_heightMap[index4].nz;
            m_TerrainModel[index].tu = 1.0f;
            m_TerrainModel[index].tv = 0.0f;
            index++;
 
            // 왼쪽 아래.
            m_TerrainModel[index].x  = m_heightMap[index1].x;
            m_TerrainModel[index].y  = m_heightMap[index1].y;
            m_TerrainModel[index].z  = m_heightMap[index1].z;
            m_TerrainModel[index].nx = m_heightMap[index1].nx;
            m_TerrainModel[index].ny = m_heightMap[index1].ny;
            m_TerrainModel[index].nz = m_heightMap[index1].nz;
            m_TerrainModel[index].tu = 0.0f;
            m_TerrainModel[index].tv = 1.0f;
            index++;
 
            // 왼쪽 아래.
            m_TerrainModel[index].x  = m_heightMap[index1].x;
            m_TerrainModel[index].y  = m_heightMap[index1].y;
            m_TerrainModel[index].z  = m_heightMap[index1].z;
            m_TerrainModel[index].nx = m_heightMap[index1].nx;
            m_TerrainModel[index].ny = m_heightMap[index1].ny;
            m_TerrainModel[index].nz = m_heightMap[index1].nz;
            m_TerrainModel[index].tu = 0.0f;
            m_TerrainModel[index].tv = 1.0f;
            index++;
 
            // 오른쪽 위.
            m_TerrainModel[index].x  = m_heightMap[index4].x;
            m_TerrainModel[index].y  = m_heightMap[index4].y;
            m_TerrainModel[index].z  = m_heightMap[index4].z;
            m_TerrainModel[index].nx = m_heightMap[index4].nx;
            m_TerrainModel[index].ny = m_heightMap[index4].ny;
            m_TerrainModel[index].nz = m_heightMap[index4].nz;
            m_TerrainModel[index].tu = 1.0f;
            m_TerrainModel[index].tv = 0.0f;
            index++;
 
            // 오른쪽 아래.
            m_TerrainModel[index].x  = m_heightMap[index2].x;
            m_TerrainModel[index].y  = m_heightMap[index2].y;
            m_TerrainModel[index].z  = m_heightMap[index2].z;
            m_TerrainModel[index].nx = m_heightMap[index2].nx;
            m_TerrainModel[index].ny = m_heightMap[index2].ny;
            m_TerrainModel[index].nz = m_heightMap[index2].nz;
            m_TerrainModel[index].tu = 1.0f;
            m_TerrainModel[index].tv = 1.0f;
            index++;
        }
    }
 
    return true;
}
 
 
void TerrainClass::ReleaseTerrainModel()
{
    if(m_TerrainModel)
    {
        delete [] m_TerrainModel;
        m_TerrainModel = 0;
    }
}
 
 
void TerrainClass::CalculateTerrainVectors()
{
    TempVertexType vertex1, vertex2, vertex3;
    VectorType tangent, binormal;
 
 
    // 지형 모델에서면의 수를 계산합니다.
    int faceCount = m_vertexCount / 3;
 
    // 모델 데이터에 대한 인덱스를 초기화합니다.
    int index = 0;
 
    // 모든면을 살펴보고 접선, 비공식 및 법선 벡터를 계산합니다.
    for(int i=0; i<faceCount; i++)
    {
        // 지형 모델에서이면에 대한 세 개의 정점을 가져옵니다.
        vertex1.x  = m_TerrainModel[index].x;
        vertex1.y  = m_TerrainModel[index].y;
        vertex1.z  = m_TerrainModel[index].z;
        vertex1.tu = m_TerrainModel[index].tu;
        vertex1.tv = m_TerrainModel[index].tv;
        vertex1.nx = m_TerrainModel[index].nx;
        vertex1.ny = m_TerrainModel[index].ny;
        vertex1.nz = m_TerrainModel[index].nz;
        index++;
 
        vertex2.x  = m_TerrainModel[index].x;
        vertex2.y  = m_TerrainModel[index].y;
        vertex2.z  = m_TerrainModel[index].z;
        vertex2.tu = m_TerrainModel[index].tu;
        vertex2.tv = m_TerrainModel[index].tv;
        vertex2.nx = m_TerrainModel[index].nx;
        vertex2.ny = m_TerrainModel[index].ny;
        vertex2.nz = m_TerrainModel[index].nz;
        index++;
 
        vertex3.x  = m_TerrainModel[index].x;
        vertex3.y  = m_TerrainModel[index].y;
        vertex3.z  = m_TerrainModel[index].z;
        vertex3.tu = m_TerrainModel[index].tu;
        vertex3.tv = m_TerrainModel[index].tv;
        vertex3.nx = m_TerrainModel[index].nx;
        vertex3.ny = m_TerrainModel[index].ny;
        vertex3.nz = m_TerrainModel[index].nz;
        index++;
 
        // 그 얼굴의 탄젠트와 바이 노멀을 계산합니다.
        CalculateTangentBinormal(vertex1, vertex2, vertex3, tangent, binormal);
 
        // 이면에 대한 접선과 binormal을 모델 구조에 다시 저장하십시오.
        m_TerrainModel[index-1].tx = tangent.x;
        m_TerrainModel[index-1].ty = tangent.y;
        m_TerrainModel[index-1].tz = tangent.z;
        m_TerrainModel[index-1].bx = binormal.x;
        m_TerrainModel[index-1].by = binormal.y;
        m_TerrainModel[index-1].bz = binormal.z;
 
        m_TerrainModel[index-2].tx = tangent.x;
        m_TerrainModel[index-2].ty = tangent.y;
        m_TerrainModel[index-2].tz = tangent.z;
        m_TerrainModel[index-2].bx = binormal.x;
        m_TerrainModel[index-2].by = binormal.y;
        m_TerrainModel[index-2].bz = binormal.z;
 
        m_TerrainModel[index-3].tx = tangent.x;
        m_TerrainModel[index-3].ty = tangent.y;
        m_TerrainModel[index-3].tz = tangent.z;
        m_TerrainModel[index-3].bx = binormal.x;
        m_TerrainModel[index-3].by = binormal.y;
        m_TerrainModel[index-3].bz = binormal.z;
    }
}
 
 
void TerrainClass::CalculateTangentBinormal(TempVertexType vertex1, TempVertexType vertex2, TempVertexType vertex3,
                                            VectorType& tangent, VectorType& binormal)
{
    float vector1[3] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f };
    float vector2[3] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f };
    float tuVector[2] = { 0.0f, 0.0f };
    float tvVector[2] = { 0.0f, 0.0f };
 
 
    // 이면의 두 벡터를 계산합니다.
    vector1[0] = vertex2.x - vertex1.x;
    vector1[1] = vertex2.y - vertex1.y;
    vector1[2] = vertex2.z - vertex1.z;
 
    vector2[0] = vertex3.x - vertex1.x;
    vector2[1] = vertex3.y - vertex1.y;
    vector2[2] = vertex3.z - vertex1.z;
 
    // tu 및 tv 텍스처 공간 벡터를 계산합니다.
    tuVector[0] = vertex2.tu - vertex1.tu;
    tvVector[0] = vertex2.tv - vertex1.tv;
 
    tuVector[1] = vertex3.tu - vertex1.tu;
    tvVector[1] = vertex3.tv - vertex1.tv;
 
    // 탄젠트 / 바이 노멀 방정식의 분모를 계산합니다.
    float den = 1.0f / (tuVector[0] * tvVector[1] - tuVector[1] * tvVector[0]);
 
    // 교차 곱을 계산하고 계수로 곱하여 접선과 비 구식을 얻습니다.
    tangent.x = (tvVector[1] * vector1[0] - tvVector[0] * vector2[0]) * den;
    tangent.y = (tvVector[1] * vector1[1] - tvVector[0] * vector2[1]) * den;
    tangent.z = (tvVector[1] * vector1[2] - tvVector[0] * vector2[2]) * den;
 
    binormal.x = (tuVector[0] * vector2[0] - tuVector[1] * vector1[0]) * den;
    binormal.y = (tuVector[0] * vector2[1] - tuVector[1] * vector1[1]) * den;
    binormal.z = (tuVector[0] * vector2[2] - tuVector[1] * vector1[2]) * den;
 
    // 이 법선의 길이를 계산합니다.
    float length = (float)sqrt((tangent.x * tangent.x) + (tangent.y * tangent.y) + (tangent.z * tangent.z));
            
    // 법선을 표준화 한 다음 저장합니다.
    tangent.x = tangent.x / length;
    tangent.y = tangent.y / length;
    tangent.z = tangent.z / length;
 
    // 이 법선의 길이를 계산합니다.
    length = (float)sqrt((binormal.x * binormal.x) + (binormal.y * binormal.y) + (binormal.z * binormal.z));
            
    // 법선을 표준화 한 다음 저장합니다.
    binormal.x = binormal.x / length;
    binormal.y = binormal.y / length;
    binormal.z = binormal.z / length;
}
 
 
bool TerrainClass::InitializeBuffers(ID3D11Device* device)
{
    // 인덱스 수를 꼭지점 수와 같게 설정합니다.
    m_indexCount = m_vertexCount;
 
    // 정점 배열을 만듭니다.
    VertexType* vertices = new VertexType[m_vertexCount];
    if(!vertices)
    {
        return false;
    }
 
    // 인덱스 배열을 만듭니다.
    unsigned long* indices = new unsigned long[m_indexCount];
    if(!indices)
    {
        return false;
    }
 
    // 지형 모델의 데이터로 정점 및 인덱스 배열을 로드합니다.
    for(int i=0; i<m_vertexCount; i++)
    {
        vertices[i].position = XMFLOAT3(m_TerrainModel[i].x, m_TerrainModel[i].y, m_TerrainModel[i].z);
        vertices[i].texture = XMFLOAT2(m_TerrainModel[i].tu, m_TerrainModel[i].tv);
        vertices[i].normal = XMFLOAT3(m_TerrainModel[i].nx, m_TerrainModel[i].ny, m_TerrainModel[i].nz);
        vertices[i].tangent = XMFLOAT3(m_TerrainModel[i].tx, m_TerrainModel[i].ty, m_TerrainModel[i].tz);
        vertices[i].binormal = XMFLOAT3(m_TerrainModel[i].bx, m_TerrainModel[i].by, m_TerrainModel[i].bz);
 
        indices[i] = i;
    }
 
    // 정적 정점 버퍼의 설명을 설정한다.
    D3D11_BUFFER_DESC vertexBufferDesc;
    vertexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
    vertexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(VertexType) * m_vertexCount;
    vertexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
    vertexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
    vertexBufferDesc.MiscFlags = 0;
    vertexBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // subresource 구조에 정점 데이터에 대한 포인터를 제공합니다.
    D3D11_SUBRESOURCE_DATA vertexData;
    vertexData.pSysMem = vertices;
    vertexData.SysMemPitch = 0;
    vertexData.SysMemSlicePitch = 0;
 
    // 이제 정점 버퍼를 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&vertexBufferDesc, &vertexData, &m_vertexBuffer)))
    {
        return false;
    }
 
    // 정적 인덱스 버퍼의 구조체를 설정합니다.
    D3D11_BUFFER_DESC indexBufferDesc;
    indexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
    indexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(unsigned long) * m_indexCount;
    indexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_INDEX_BUFFER;
    indexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
    indexBufferDesc.MiscFlags = 0;
    indexBufferDesc.StructureByteStride = 0;
 
    // 하위 리소스 구조에 인덱스 데이터에 대한 포인터를 제공합니다.
    D3D11_SUBRESOURCE_DATA indexData;
    indexData.pSysMem = indices;
    indexData.SysMemPitch = 0;
    indexData.SysMemSlicePitch = 0;
 
    // 인덱스 버퍼를 만듭니다.
    if(FAILED(device->CreateBuffer(&indexBufferDesc, &indexData, &m_indexBuffer)))
    {
        return false;
    }
 
    // 이제 버퍼가 생성되고 로드된 배열을 해제하십시오.
    delete [] vertices;
    vertices = 0;
 
    delete [] indices;
    indices = 0;
 
    return true;
}
 
 
void TerrainClass::ShutdownBuffers()
{
    // 인덱스 버퍼를 해제합니다.
    if(m_indexBuffer)
    {
        m_indexBuffer->Release();
        m_indexBuffer = 0;
    }
 
    // 버텍스 버퍼를 해제합니다.
    if(m_vertexBuffer)
    {
        m_vertexBuffer->Release();
        m_vertexBuffer = 0;
    }
}
 
 
void TerrainClass::RenderBuffers(ID3D11DeviceContext* deviceContext)
{
    // 정점 버퍼 보폭 및 오프셋을 설정합니다.
    unsigned int stride = sizeof(VertexType); 
    unsigned int offset = 0;
    
    // 렌더링 할 수 있도록 입력 어셈블러에서 정점 버퍼를 활성으로 설정합니다.
    deviceContext->IASetVertexBuffers(0, 1, &m_vertexBuffer, &stride, &offset);
 
    // 렌더링 할 수 있도록 입력 어셈블러에서 인덱스 버퍼를 활성으로 설정합니다.
    deviceContext->IASetIndexBuffer(m_indexBuffer, DXGI_FORMAT_R32_UINT, 0);
 
    // 이 꼭지점 버퍼에서 렌더링 되어야 하는 프리미티브 유형을 설정합니다. 이 경우에는 삼각형입니다.
    deviceContext->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);
}
 
 
bool TerrainClass::LoadTextures(ID3D11Device* device, const WCHAR* colorTexturefilename, const WCHAR* normalMapFilename)
{
    // 색상 텍스처 객체를 생성한다.
    m_ColorTexture = new TextureClass;
    if(!m_ColorTexture)
    {
        return false;
    }
 
    // 색상 텍스처 오브젝트를 초기화한다.
    if(!m_ColorTexture->Initialize(device, colorTexturefilename))
    {
        return false;
    }
 
    // 노멀 맵 텍스처 오브젝트를 생성한다.
    m_NormalMapTexture = new TextureClass;
    if(!m_NormalMapTexture)
    {
        return false;
    }
 
    // 노멀 맵 텍스처 오브젝트를 초기화한다.
    return m_NormalMapTexture->Initialize(device, normalMapFilename);
}
 
 
void TerrainClass::ReleaseTextures()
{
    // 노멀 맵 텍스처 오브젝트를 릴리즈한다.
    if(m_NormalMapTexture)
    {
        m_NormalMapTexture->Shutdown();
        delete m_NormalMapTexture;
        m_NormalMapTexture = 0;
    }
 
    // 색상 텍스처 객체를 해제합니다.
    if(m_ColorTexture)
    {
        m_ColorTexture->Shutdown();
        delete m_ColorTexture;
        m_ColorTexture = 0;
    }
}

Applicationclass.cpp

#include "stdafx.h"
#include "inputclass.h"
#include "d3dclass.h"
#include "cameraclass.h"
#include "terrainclass.h"
#include "timerclass.h"
#include "positionclass.h"
#include "fpsclass.h"
#include "cpuclass.h"
#include "fontshaderclass.h"
#include "textclass.h"
#include "terrainshaderclass.h"
#include "lightclass.h"
#include "ApplicationClass.h"
 
 
ApplicationClass::ApplicationClass()
{
}
 
 
ApplicationClass::ApplicationClass(const ApplicationClass& other)
{
}
 
 
ApplicationClass::~ApplicationClass()
{
}
 
 
bool ApplicationClass::Initialize(HINSTANCE hinstance, HWND hwnd, int screenWidth, int screenHeight)
{
    // 입력 개체를 생성합니다.
    m_Input = new InputClass;
    if(!m_Input)
    {
        return false;
    }
 
    // 입력 개체를 초기화 합니다.
    bool result = m_Input->Initialize(hinstance, hwnd, screenWidth, screenHeight);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the input object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // Direct3D 개체를 생성합니다.
    m_Direct3D = new D3DClass;
    if(!m_Direct3D)
    {
        return false;
    }
 
    // Direct3D 개체를 초기화 합니다.
    result = m_Direct3D->Initialize(screenWidth, screenHeight, VSYNC_ENABLED, hwnd, FULL_SCREEN, SCREEN_DEPTH, SCREEN_NEAR);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize DirectX 11.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 카메라 객체를 생성합니다.
    m_Camera = new CameraClass;
    if(!m_Camera)
    {
        return false;
    }
 
    // 2D 사용자 인터페이스 렌더링을 위해 카메라로 기본 뷰 행렬을 초기화 합니다.
    XMMATRIX baseViewMatrix;
    m_Camera->SetPosition(XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, -10.0f));
    m_Camera->RenderBaseViewMatrix();
    m_Camera->GetBaseViewMatrix(baseViewMatrix);
 
    // 카메라의 초기 위치를 설정합니다.
    XMFLOAT3 camera = XMFLOAT3(100.0f, 2.0f, 5.0f);
    m_Camera->SetPosition(camera);
 
    // 지형 객체를 생성합니다.
    m_Terrain = new TerrainClass;
    if(!m_Terrain)
    {
        return false;
    }
 
    // 지형 객체를 초기화 합니다.
    result = m_Terrain->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), "../Dx11Terrain_15/data/heightmap01.bmp",
                                                           L"../Dx11Terrain_15/data/dirt.dds",
                                                           L"../Dx11Terrain_15/data/bump.dds");
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the terrain object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 타이머 객체를 생성합니다.
    m_Timer = new TimerClass;
    if(!m_Timer)
    {
        return false;
    }
 
    // 타이머 객체를 초기화 합니다.
    result = m_Timer->Initialize();
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the timer object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 위치 개체를 생성합니다.
    m_Position = new PositionClass;
    if(!m_Position)
    {
        return false;
    }
 
    // 뷰어의 초기 위치를 초기 카메라 위치와 동일하게 설정합니다.
    m_Position->SetPosition(camera);
 
    // fps 객체를 생성합니다.
    m_Fps = new FpsClass;
    if(!m_Fps)
    {
        return false;
    }
 
    // fps 객체를 초기화 합니다.
    m_Fps->Initialize();
 
    // cpu 객체를 생성합니다.
    m_Cpu = new CpuClass;
    if(!m_Cpu)
    {
        return false;
    }
 
    // cpu 객체를 초기화 합니다.
    m_Cpu->Initialize();
 
    // 폰트 셰이더 객체를 생성합니다.
    m_FontShader = new FontShaderClass;
    if(!m_FontShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 폰트 셰이더 객체를 초기화 합니다.
    result = m_FontShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the font shader object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 텍스트 객체를 생성합니다.
    m_Text = new TextClass;
    if(!m_Text)
    {
        return false;
    }
 
    // 텍스트 객체를 초기화 합니다.
    result = m_Text->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), m_Direct3D->GetDeviceContext(), hwnd, screenWidth, screenHeight,
                                baseViewMatrix);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the text object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 비디오 카드 정보를 가져옵니다.
    char videoCard[128] = { 0, };
    int videoMemory = 0;
    m_Direct3D->GetVideoCardInfo(videoCard, videoMemory);
 
    // 텍스트 객체에 비디오 카드 정보를 설정합니다.
    result = m_Text->SetVideoCardInfo(videoCard, videoMemory, m_Direct3D->GetDeviceContext());
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not set video card info in the text object.", L"Error", MB_OK);
        return false;
    }
 
    // 지형 쉐이더 객체를 생성합니다.
    m_TerrainShader = new TerrainShaderClass;
    if(!m_TerrainShader)
    {
        return false;
    }
 
    // 지형 쉐이더 객체를 초기화 합니다.
    result = m_TerrainShader->Initialize(m_Direct3D->GetDevice(), hwnd);
    if(!result)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the terrain shader 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->SetDiffuseColor(XMFLOAT4(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f));
    m_Light->SetDirection(XMFLOAT3(-0.75f, -0.5f, 0.0f));
 
    return true;
}
 
 
void ApplicationClass::Shutdown()
{
    // 조명 객체를 해제합니다.
    if(m_Light)
    {
        delete m_Light;
        m_Light = 0;
    }
 
    // 지형 쉐이더 객체를 해제합니다.
    if(m_TerrainShader)
    {
        m_TerrainShader->Shutdown();
        delete m_TerrainShader;
        m_TerrainShader = 0;
    }
 
    // 텍스트 객체를 해제합니다.
    if(m_Text)
    {
        m_Text->Shutdown();
        delete m_Text;
        m_Text = 0;
    }
 
    // 폰트 쉐이더 객체를 해제합니다..
    if(m_FontShader)
    {
        m_FontShader->Shutdown();
        delete m_FontShader;
        m_FontShader = 0;
    }
 
    // cpu 객체를 해제합니다.
    if(m_Cpu)
    {
        m_Cpu->Shutdown();
        delete m_Cpu;
        m_Cpu = 0;
    }
 
    // fps 객체를 해제합니다.
    if(m_Fps)
    {
        delete m_Fps;
        m_Fps = 0;
    }
 
    // 위치 객체를 해제합니다.
    if(m_Position)
    {
        delete m_Position;
        m_Position = 0;
    }
 
    // 타이머 객체를 해제합니다.
    if(m_Timer)
    {
        delete m_Timer;
        m_Timer = 0;
    }
 
    // 지형 객체를 해제합니다.
    if(m_Terrain)
    {
        m_Terrain->Shutdown();
        delete m_Terrain;
        m_Terrain = 0;
    }
 
    // 카메라 객체를 해제합니다.
    if(m_Camera)
    {
        delete m_Camera;
        m_Camera = 0;
    }
 
    // D3D 객체를 해제합니다.
    if (m_Direct3D)
    {
        m_Direct3D->Shutdown();
        delete m_Direct3D;
        m_Direct3D = 0;
    }
 
    // 입력 객체를 해제합니다.
    if(m_Input)
    {
        m_Input->Shutdown();
        delete m_Input;
        m_Input = 0;
    }
}
 
 
bool ApplicationClass::Frame()
{
    // 사용자 입력을 읽습니다.
    bool result = m_Input->Frame();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
    
    // 사용자가 ESC를 눌렀을 때 응용 프로그램을 종료 할 것인지 확인합니다.
    if(m_Input->IsEscapePressed() == true)
    {
        return false;
    }
 
    // 시스템 통계를 업데이트 합니다.
    m_Timer->Frame();
    m_Fps->Frame();
    m_Cpu->Frame();
 
    // 텍스트 개체에서 FPS 값을 업데이트 합니다.
    result = m_Text->SetFps(m_Fps->GetFps(), m_Direct3D->GetDeviceContext());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
    
    // 텍스트 개체의 CPU 사용값을 업데이트 합니다.
    result = m_Text->SetCpu(m_Cpu->GetCpuPercentage(), m_Direct3D->GetDeviceContext());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 프레임 입력 처리를 수행합니다.
    result = HandleInput(m_Timer->GetTime());
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    // 그래픽을 렌더링 합니다.
    result = RenderGraphics();
    if(!result)
    {
        return false;
    }
 
    return result;
}
 
 
bool ApplicationClass::HandleInput(float frameTime)
{
    XMFLOAT3 pos = XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    XMFLOAT3 rot = XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
 
 
    // 갱신된 위치를 계산하기 위한 프레임 시간을 설정합니다.
    m_Position->SetFrameTime(frameTime);
 
    // 입력을 처리합니다.
    m_Position->TurnLeft(m_Input->IsLeftPressed());
    m_Position->TurnRight(m_Input->IsRightPressed());
    m_Position->MoveForward(m_Input->IsUpPressed());
    m_Position->MoveBackward(m_Input->IsDownPressed());
    m_Position->MoveUpward(m_Input->IsAPressed());
    m_Position->MoveDownward(m_Input->IsZPressed());
    m_Position->LookUpward(m_Input->IsPgUpPressed());
    m_Position->LookDownward(m_Input->IsPgDownPressed());
    
    // 시점 위치 / 회전을 가져옵니다.
    m_Position->GetPosition(pos);
    m_Position->GetRotation(rot);
 
    // 카메라의 위치를 ​​설정합니다.
    m_Camera->SetPosition(pos);
    m_Camera->SetRotation(rot);
 
    // 텍스트 개체의 위치 값을 업데이트 합니다.
    if(!m_Text->SetCameraPosition(pos, m_Direct3D->GetDeviceContext()))
    {
        return false;
    }
 
    // 텍스트 객체의 회전 값을 업데이트 합니다.
    if(!m_Text->SetCameraRotation(rot, m_Direct3D->GetDeviceContext()))
    {
        return false;
    }
 
    return true;
}
 
 
bool ApplicationClass::RenderGraphics()
{
    XMMATRIX worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, orthoMatrix, baseViewMatrix;
 
    // 장면을 지웁니다.
    m_Direct3D->BeginScene(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 
    // 카메라의 위치에 따라 뷰 행렬을 생성합니다.
    m_Camera->Render();
 
    // 카메라 및 Direct3D 객체에서 월드, 뷰, 투영 및 ortho 행렬을 가져옵니다.
    m_Direct3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
    m_Camera->GetViewMatrix(viewMatrix);
    m_Direct3D->GetProjectionMatrix(projectionMatrix);
    m_Direct3D->GetOrthoMatrix(orthoMatrix);
    m_Camera->GetBaseViewMatrix(baseViewMatrix);
    
    // 지형 버퍼를 렌더링 합니다.
    m_Terrain->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext());
 
    // 지형 쉐이더를 사용하여 모델을 렌더링 합니다.
    if(!m_TerrainShader->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_Terrain->GetIndexCount(), worldMatrix, viewMatrix,
                                projectionMatrix, m_Light->GetDiffuseColor(), m_Light->GetDirection(), 
                                m_Terrain->GetColorTexture(), m_Terrain->GetNormalMapTexture()))
    {
        return false;
    }
 
    // 모든 2D 렌더링을 시작하려면 Z 버퍼를 끕니다.
    m_Direct3D->TurnZBufferOff();
        
    // 텍스트를 렌더링하기 전에 알파 블렌딩을 켭니다.
    m_Direct3D->TurnOnAlphaBlending();
 
    // 텍스트 사용자 인터페이스 요소를 렌더링 합니다.
    if(!m_Text->Render(m_Direct3D->GetDeviceContext(), m_FontShader, worldMatrix, orthoMatrix))
    {
        return false;
    }
 
    // 텍스트를 렌더링 한 후 알파 블렌딩을 끕니다.
    m_Direct3D->TurnOffAlphaBlending();
 
    // 모든 2D 렌더링이 완료되었으므로 Z 버퍼를 다시 켭니다.
    m_Direct3D->TurnZBufferOn();
 
    // 렌더링 된 장면을 화면에 표시합니다.
    m_Direct3D->EndScene();
 
    return true;
}

출력 화면

마치면서

지형은 이제 카메라의 가까운 범위에서 범프 매핑으로 렌더링되고 카메라에서 멀리 떨어진 곳에서는 일반 조명으로 렌더링됩니다.

연습문제

1. 프로그램을 컴파일하고 실행하십시오. 지형을 탐색하고 범프 맵 효과를 보려면 화살표 키, A, Z, PgUp 및 PgDn을 사용하십시오. 종료하려면 ESC 키를 누릅니다.

2. 텍스처 및 노멀 맵을 변경합니다.

3. 픽셀 쉐이더를 변경하여 컬러 텍스처없이 결과를 출력하여 범프 맵 효과를 지형에서 명확하게 확인합니다.

4. 범프 맵핑을 중지 할 깊이 거리를 응용 프로그램 요구에 더 적합한 것으로 수정하십시오.

소스코드

소스코드 : Dx11Terrain_15.zip