円錐をプログラムで生成する

円柱(円錐)をプログラムで生成する

DirectX10 で法線ベクトルを設定した円柱(円錐)モデルを生成します。

前田稔(Maeda Minoru)の超初心者のプログラム入門

プロジェクトの説明

  1. DirectX Sample Browser で EmptyProject10 のプロジェクトを作成して下さい。
    EmptyProject10 のプロジェクトをコンパイルして、空のウインドウが表示される事を確かめて下さい。
    エラーが発生するときや、正常に実行出来ないときは、残念ながら現在の構成は相性が悪いようです。
  2. EmptyProject10.cpp を修正して法線ベクトルを設定した円錐モデルを生成して、回転しながら描画します。
    VER_N は頂点フォーマットを定義する配列 vertices[] の大きさです。
    今回は index を使わずに vertices[] から直接描画します。
    SimpleVertex は頂点フォーマットの形式で、三次元座標と法線ベクトルを定義します。
    g_pEffect は Shader を設定する領域です。
    Shader の説明は 立方体を光源で照らして描画する を参照して下さい。
    #include "DXUT.h"
    
    // Vertex(頂点座標) の定義
    #define VER_N   50
    
    struct SimpleVertex
    {
        D3DXVECTOR3 Pos;  
        D3DXVECTOR3 Normal; 
    };
    SimpleVertex vertices[VER_N];
    
    // Global Area
    ID3D10Effect*               g_pEffect = NULL;
    ID3D10InputLayout*          g_pLayout = NULL;
    ID3D10EffectTechnique*      g_pRender = NULL;
    ID3D10Buffer*               g_pVertexBuffer = NULL;
    ID3D10EffectMatrixVariable* g_pWorldVariable = NULL;
    ID3D10EffectMatrixVariable* g_pViewVariable = NULL;
    ID3D10EffectMatrixVariable* g_pProjectionVariable = NULL;
    D3DXMATRIX                  g_World;
    D3DXMATRIX                  g_View;
    D3DXMATRIX                  g_Projection;
    
  3. OnD3D10CreateDevice() はデバイスを生成するときに呼ばれます。
    D3DX10CreateEffectFromFile() で Cone.fx を入力して Shader を作成します。
    今回の頂点データは、三次元座標と法線ベクトルを定義しています。
    //Create vertex buffer からが、円柱の三次元座標と法線ベクトルの計算です。
    TRIANGLESTRIP で三角形のポリゴンをつなげて円柱を定義しています。
    円柱を円錐に変更するのは簡単です。考えてみて下さい。
    HRESULT CALLBACK OnD3D10CreateDevice( ID3D10Device* pd3dDevice, const DXGI_SURFACE_DESC* pBackBufferSurfaceDesc,
                                          void* pUserContext )
    {
        HRESULT hr = S_OK;
    
        // Create the effect
        DWORD dwShaderFlags = D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS;
        #if defined( DEBUG ) || defined( _DEBUG )
        dwShaderFlags |= D3D10_SHADER_DEBUG;
        #endif
        hr = D3DX10CreateEffectFromFile( L"Cone.fx", NULL, NULL, "fx_4_0", dwShaderFlags, 0, pd3dDevice, NULL, NULL, &g_pEffect, NULL, NULL );
        if( FAILED( hr ) )
        {
            MessageBox( NULL, L"The FX file cannot be located.  Please run this executable from the directory that contains the FX file.", L"Error", MB_OK );
            return hr;
        }
    
        // Obtain the techniques
        g_pRender = g_pEffect->GetTechniqueByName( "Render" );
    
        // Obtain the variables
        g_pWorldVariable = g_pEffect->GetVariableByName( "World" )->AsMatrix();
        g_pViewVariable = g_pEffect->GetVariableByName( "View" )->AsMatrix();
        g_pProjectionVariable = g_pEffect->GetVariableByName( "Projection" )->AsMatrix();
    
        // Define the input layout
        D3D10_INPUT_ELEMENT_DESC layout[] =
        {
            { "POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 0, D3D10_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },  
            { "NORMAL", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 12, D3D10_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 }, 
        };
        UINT numElements = sizeof(layout)/sizeof(layout[0]);
    
        // Create the input layout
        D3D10_PASS_DESC PassDesc;
        g_pRender->GetPassByIndex( 0 )->GetDesc( &PassDesc );
        hr = pd3dDevice->CreateInputLayout( layout, numElements, PassDesc.pIAInputSignature, PassDesc.IAInputSignatureSize, &g_pLayout );
        if( FAILED(hr) )    return hr;
    
        // Set the input layout
        pd3dDevice->IASetInputLayout( g_pLayout );
    
        // Create vertex buffer
        for( DWORD i=0; i<VER_N/2; i++ )
        {
            FLOAT theta = (2*D3DX_PI*i)/(VER_N/2-1);
            DWORD k = 2*(VER_N/2-1-i);
            vertices[k].Pos      = D3DXVECTOR3( sinf(theta),-1.5f, cosf(theta) );
            vertices[k].Normal   = D3DXVECTOR3( sinf(theta), 0.0f, cosf(theta) );
            vertices[k+1].Pos    = D3DXVECTOR3( sinf(theta), 1.0f, cosf(theta) );
            //vertices[k+1].Pos    = D3DXVECTOR3( 0.0f, 1.5f, 0.0f );
            vertices[k+1].Normal = D3DXVECTOR3( sinf(theta), 0.0f, cosf(theta) );
        }
        D3D10_BUFFER_DESC bd;
        bd.Usage = D3D10_USAGE_DEFAULT;
        bd.ByteWidth = sizeof( SimpleVertex ) * VER_N;
        bd.BindFlags = D3D10_BIND_VERTEX_BUFFER;
        bd.CPUAccessFlags = 0;
        bd.MiscFlags = 0;
        D3D10_SUBRESOURCE_DATA InitData;
        InitData.pSysMem = vertices;
        hr = pd3dDevice->CreateBuffer( &bd, &InitData, &g_pVertexBuffer );
        if( FAILED(hr) )    return hr;
    
        // Set vertex buffer
        UINT stride = sizeof( SimpleVertex );
        UINT offset = 0;
        pd3dDevice->IASetVertexBuffers( 0, 1, &g_pVertexBuffer, &stride, &offset );
    
        // Set primitive topology
        pd3dDevice->IASetPrimitiveTopology( D3D10_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLESTRIP );
    
        // Initialize the world matrices
        D3DXMatrixIdentity( &g_World );
        // Initialize the view matrix
        D3DXVECTOR3 Eye( 0.0f, 2.0f, -4.0f );
        D3DXVECTOR3 At( 0.0f, 0.0f, 0.0f );
        D3DXVECTOR3 Up( 0.0f, 1.0f, 0.0f );
        D3DXMatrixLookAtLH( &g_View, &Eye, &At, &Up );
        // Initialize the projection matrix
        D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &g_Projection, (float)D3DX_PI * 0.25f, 640.0f/480.0f, 0.1f, 100.0f );
    
        return S_OK;
    }
    
  4. OnD3D10FrameRender() は Rendering を行う CALLBACK 関数です。
    fTime の値でX軸を中心に World 座標を縦に回転しながら描画します。
    回転が速い(遅い)ときは 5.0f の値で調整して下さい。
    円柱(円錐)に蓋をしていないので、中から見るとポリゴンが裏返って描画されなくなることを確認して下さい。
    裏向けポリゴンを描画するには、ポリゴンの両面描画の設定をしなければなりません。
    void CALLBACK OnD3D10FrameRender( ID3D10Device* pd3dDevice, double fTime, float fElapsedTime, void* pUserContext )
    {
        // Update our time
        D3DXMatrixRotationX( &g_World, (float)fTime/5.0f );
    
        // Clear render target and the depth stencil 
        float ClearColor[4] = { 0.176f, 0.196f, 0.667f, 0.0f };
        pd3dDevice->ClearRenderTargetView( DXUTGetD3D10RenderTargetView(), ClearColor );
        pd3dDevice->ClearDepthStencilView( DXUTGetD3D10DepthStencilView(), D3D10_CLEAR_DEPTH, 1.0, 0 );
    
        // Update variables
        g_pWorldVariable->SetMatrix( (float*)&g_World );
        g_pViewVariable->SetMatrix( (float*)&g_View );
        g_pProjectionVariable->SetMatrix( (float*)&g_Projection );
    
        // Render the cube
        D3D10_TECHNIQUE_DESC techDesc;
        g_pRender->GetDesc( &techDesc );
        for( UINT p = 0; p < techDesc.Passes; ++p )
        {
            g_pRender->GetPassByIndex( p )->Apply(0);
            pd3dDevice->Draw( VER_N, 0 );
        }
    }
    
  5. OnD3D10DestroyDevice() では取得した Object を開放して下さい。
    void CALLBACK OnD3D10DestroyDevice( void* pUserContext )
    {
        if( g_pVertexBuffer ) g_pVertexBuffer->Release();
        if( g_pLayout ) g_pLayout->Release();
        if( g_pEffect ) g_pEffect->Release();
    }
    
  6. Shader のプログラム(Cone.fx) です。
    Shader は法線ベクトルを持つモデルに光源を設定して描画するものを使って下さい。
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    // File: Main.fx    頂点座標+法線ベクトル+光源        前田 稔
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    // Constant Buffer Variables
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    matrix World;
    matrix View;
    matrix Projection;
    
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    // Global variables
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    cbuffer cb0
    {
    //    float3 g_vLightDir = float3(-0.707,0.707,0);    // 光源の座標
        float3 g_vLightDir = float3(-0.707,0.707,-0.5); // 光源の座標
    //    float4 g_vColor = float4(1,0.5,0.5,1);          // メッシュの色
        float4 g_vColor = float4(1,1,0.2,1);            // メッシュの色
    };
    
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    // Vertex shader output structure
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    struct VS_INPUT
    {
        float4 Pos : POSITION;
        float3 Norm : NORMAL;
    };
    
    struct PS_INPUT
    {
        float4 Pos : SV_POSITION;
        float3 Norm : NORMAL;
    };
    
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    // Vertex Shader
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    PS_INPUT VS( VS_INPUT input )
    {
        PS_INPUT output = (PS_INPUT)0;
        output.Pos = mul( input.Pos, World );
        output.Pos = mul( output.Pos, View );
        output.Pos = mul( output.Pos, Projection );
        output.Norm = mul( input.Norm, World );
        
        return output;
    }
    
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    float4 PS( PS_INPUT input ) : SV_Target
    { 
        return g_vColor * saturate( dot( normalize(input.Norm), g_vLightDir ) );
    }
    
    //--------------------------------------------------------------------------------------
    technique10 Render
    {
        pass P0
        {
            SetVertexShader( CompileShader( vs_4_0, VS() ) );
            SetGeometryShader( NULL );
            SetPixelShader( CompileShader( ps_4_0, PS() ) );
        }
    }
    

超初心者のプログラム入門(DirectX10 game program)