d3dxcreateboxを使用して立体を描画する(DirectX 9 32/64bit)

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概要

Direct X 9を用い、今までは、立方体を描画するために、プログラマが立方体を三角形に分解して描画していましたが、Direct X 9には直方体を描画するメッシュがあります。このメッシュは1つの面を二個の三角形で表し、全部で頂点が36個、12個の三角形に分解しております。このメッシュが優れているのは、各面ごとに法線が設定されております。このプログラムでは、立方体を原点に固定し、視点を回転させています。なおライトを使用しております。

ソースコードのダウンロード 　d3dxcreatebox.zip

ソースコードの説明

_tWinMain

最初に実行される関数です。関数名に_tがついているのはUNICODEおよびマルチバイトコードの両方でコンパイルできるようにするためです。
最初にウィンドウを作成し、InitDevices関数でDirect Xの初期化を行います。
その後通常の_tWinMain関数と同じ様にメッセージループを構成しますが、メッセージの取り出しにGetMessage関数ではなく、PeekMessage関数を使用し、メッセージがないときもループが回るようにします。メッセージがないときにDraw関数を呼び出し描画を行います。

Init3Devices

Direct Xの初期化を行います。初期化は、できるだけハードウェアの能力を生かせるように、

①ハードウェアによる頂点処理・ハードウェアによるラスタ処理
②ソフトウェアによる頂点処理・ハードウェアによるラスタ処理
③ソフトウェアによる頂点処理・ソフトウェアによるラスタ処理

の順番でデバイスの作成を試みます。

d3dxcreatebox

立方体のメッシュを作成します。
通常インデックスバッファを用いる場合、頂点座標を各面で共有できますが、法線方向を3面が共有している頂点で正確に表現することは、簡単には共有できません。この関数は1つの面を二個の三角形で表し、全部で頂点が36個、12個の三角形に分解しております。この関数が優れているのは、各面ごとに法線が設定されているので、法線を共有することがありません。したがって、頂点付近の処理がきれいに描画されます。

SetupMatrices

Draw関数から呼び出されます。

D3DXMatrixRotationX,D3DXMatrixRotationZ,D3DXMatrixMultiply,SetTransform

X軸及びZ軸を中心に立体を回転させます。

D3DMatrixLookAtLH

D3DMatrixPerspectiveFovLH

ワールド座標をビュー座標に変換する。ワールド座標のどの方向からどの範囲を見るか（描画するか）を設定する。この関数は、左手座標（Xが右、Yが上、Zが奥行方向で奥 左手で手のひらを上側がにし人差し指をX方向に向けた時における親指のさしている方向がZ値が増える方向である。）においてワールド座標をビュー座標に変換する。
描画する遠近それぞれのZ値、画面の縦横比（アスペクト）、Y方向の視野角を指定する。
その他に、光源と球とトーラスのマテリアルを設定します。

Draw

画面のクリア Clear

レンタリング開始 BeginScene

メッシュの描画　DrawSubset

レンタリング終了 EndScene

バッファの内容を表示 Present

Cleanup

Init3Devicesで作成したデバイスと頂点バッファを開放します。

WndProc

ウィンドウプロシージャーです。ウィンドウ関係のメッセージを処理します。通常WM_PAINTメッセージにより再描画を行いますが、スピードが要求される場合は、前期のとおり別の場所で処理しています。

コンパイル方法

Visual C++ 2008
Microsoft DirectX SDK June 2010をインストールをあらかじめ行っておく
ツールメニュよりオプションを選ぶ。
オプションダイアログボックスのツリービューよりプロジェクトおよびソリューション・VC++ディレクトリを選択
ディレクトリを表示するプロジェクトよりインクルードファイルおよびライブラリファイルを選択してパスを設定する。

インクルードファイル C:\Program Files (x86)\Microsoft DirectX SDK (June 2010)\Include
ライブラリファイル C:\Program Files (x86)\Microsoft DirectX SDK (June 2010)\Lib\x64

ソースコード


//      Direct X 9 Sample Program 
//  立方体を固定し、ビュー座標（視点）側をY軸中心に回転させる
//  ライトつき
//      32bit/64bit マルチバイト/Unicode対応 Visual C++ 2008

#define     szClassName        TEXT("D3DXCreateBox")

#include <windows.h>
#include <d3dx9.h>
#include <tchar.h>
#include <Stdio.h>

#pragma once
#pragma comment(lib,"d3d9.lib")
#pragma comment(lib,"d3dx9.lib")
#pragma comment(lib,"winmm.lib")

#define SAFE_RELEASE(p)         { if (p) { (p)->Release();  (p)=NULL; } }

HWND                    hWnd;
LPDIRECT3D9             pD3D;
LPDIRECT3DDEVICE9       pDev;
D3DPRESENT_PARAMETERS   D3DPPWin;
D3DLIGHT9               Light;
D3DMATERIAL9            Material;
LPD3DXMESH              pMeshApp = NULL;

typedef struct _D3DVERTEX{
        D3DXVECTOR3 position; // 頂点座標
    D3DXVECTOR3 normal;   // 法線方向
}   D3DVERTEX;

HRESULT InitDevices(void);
void  SetupMatrices(void);
void Draw(void);
void Cleanup(void);
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd,UINT msg,WPARAM wParam,LPARAM lParam);

int WINAPI _tWinMain(HINSTANCE hInst, HINSTANCE, TCHAR*, int){
        MSG     msg;

    WNDCLASSEX wc = {
                sizeof(WNDCLASSEX),CS_CLASSDC,WndProc,0L,0L,hInst,
                NULL,NULL,NULL,NULL,szClassName,NULL
        };
    if (RegisterClassEx(&wc)==0)
                return FALSE;
    hWnd = CreateWindowEx(0,szClassName,szClassName,WS_OVERLAPPEDWINDOW,
                            CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,
                            NULL,NULL,hInst,NULL);
    if (FAILED(InitDevices()))
                return FALSE;

    ShowWindow(hWnd,SW_SHOWDEFAULT);
    UpdateWindow(hWnd);
    ZeroMemory(&msg,sizeof(msg));
    while(msg.message!=WM_QUIT){
                if (PeekMessage(&msg,NULL,0U,0U,PM_REMOVE)){
                        TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
        else{
            Draw();
        }
    }
    Cleanup();
    UnregisterClass(szClassName,wc.hInstance);
    return 0;
}

//デバイス/モード等の初期化
HRESULT InitDevices(void){
    pD3D= NULL;
    pDev= NULL;

        HRESULT     hr;

        D3DDISPLAYMODE  dmode;

        // デバイス/モード等の初期化
        if(pD3D==NULL)
                pD3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
        if(pD3D==NULL)
                return E_FAIL;
        //現在のディスプレイモードを得る
        if(FAILED(pD3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT,&dmode)))
                return E_FAIL;

        // D3DDeviceオブジェクトの作成
        ZeroMemory(&D3DPPWin, sizeof(D3DPPWin));
        D3DPPWin.BackBufferFormat           = dmode.Format;
        D3DPPWin.BackBufferCount            = 1;
        D3DPPWin.SwapEffect                 = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
        D3DPPWin.Windowed                   = TRUE;
        D3DPPWin.EnableAutoDepthStencil     = TRUE;
        D3DPPWin.AutoDepthStencilFormat     = D3DFMT_D16;
        D3DPPWin.Flags                      = D3DPRESENTFLAG_LOCKABLE_BACKBUFFER;

        hr = pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
                                D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING, &D3DPPWin, &pDev);
        if (FAILED(hr)){
                hr = pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
                                D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &D3DPPWin, &pDev);
                if (FAILED(hr)){
                        hr = pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_REF, hWnd,
                                D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &D3DPPWin, &pDev);
                        if (FAILED(hr)){
                                MessageBox(NULL,TEXT("Create Device Error"),TEXT("Surface Error"),MB_OK);
                                return E_FAIL;
                        }
                }
        }
    //直方体メッシュの生成
    D3DXCreateBox(pDev,50,50,50,&pMeshApp,NULL);
        return  S_OK;
}

//描画環境の設定
void  SetupMatrices(void){

    D3DXMATRIX      matView;
    D3DXMATRIX      matProj;
        D3DXVECTOR3     ViewForm;       //      目の位置を保存
        float rt=(float(timeGetTime())/10.0f);  //      システムタイムより回転角を算出する

        ViewForm.x= (float)(200*cos(rt/180*3.14));
        ViewForm.y= 100;
        ViewForm.z= (float)(200*sin(rt/180*3.14));

    //View 座標の設定 ViewFormが目の位置 &D3DXVECTOR3(0.0f,0.0f,0.0f)が目の向く方向 すなわちy軸から距離200位置から原点を見ることになる
    D3DXMatrixLookAtLH(&matView,&ViewForm,
                       &D3DXVECTOR3(0.0f,0.0f,0.0f),&D3DXVECTOR3(0.0f,1.0f,0.0f));
    pDev->SetTransform(D3DTS_VIEW,&matView);
    //透視変換の設定 Y方向の視野角45度 Z座標 100～1000の範囲を射影する
    D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&matProj,D3DXToRadian(45.0f),1.0f,100,1000); // 視野に基づいて、左手座標系パースペクティブ射影行列を作成する
    pDev->SetTransform(D3DTS_PROJECTION,&matProj);
    pDev->SetRenderState(D3DRS_AMBIENT,0x00808080);// アンビエント反射 環境光:光が当たらない部分へ間接的に当たる光の強さ

        float r=0.486f;
        float g=0.433f;
        float b=0.185f;

        float       rr,gg,bb;

        rr= (float)200/255.0f;
        gg= (float)200/255.0f;
        bb= (float)200/255.0f;
//                 //光源の作成
        ZeroMemory(&Light,sizeof(D3DLIGHT9));
        Light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL; //ライトはディレクショナル光源である。これは無限大の距離でポイント ライトを使うことと同じである。
        Light.Diffuse.r= rr;    // ライトが放射するディフューズ色
        Light.Diffuse.g= gg;
        Light.Diffuse.b= bb;
        Light.Specular.r= rr;   //      ライトが放射するスペキュラ色
        Light.Specular.g= gg;
        Light.Specular.b= bb;
        Light.Ambient.r= rr/2.0f;       //      ライトが放射するアンビエント色
        Light.Ambient.g= gg/2.0f;
        Light.Ambient.b= bb/2.0f;
        D3DXVec3Normalize((D3DXVECTOR3*)&Light.Direction,&D3DXVECTOR3(1.0f,-1.5f,0.7f)); //3D ベクトルの正規化したベクトルを返す
        pDev->SetLight(0,&Light);
        pDev->LightEnable(0,TRUE);

        ZeroMemory(&Material,sizeof(D3DMATERIAL9));
        Material.Diffuse.r= r;
        Material.Diffuse.g= g;
        Material.Diffuse.b= b;
        Material.Ambient.r= r/2;
        Material.Ambient.g= g/2;
        Material.Ambient.b= b/2;
        Material.Specular.r= r/10;
        Material.Specular.g= g/10;
        Material.Specular.b= b/10;
        Material.Emissive.r= r/10;
        Material.Emissive.g= g/10;
        Material.Emissive.b= b/10;
        Material.Power= 0;
        pDev->SetMaterial(&Material);
}

//描画処理
void Draw(void){
    //黒で塗りつぶして消去
    pDev->Clear(0,NULL,D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER,D3DCOLOR_XRGB(0,0,0),1.0f,0);
    if (SUCCEEDED(pDev->BeginScene())){
                //描画環境の設定
        SetupMatrices();
        pMeshApp->DrawSubset(0);
        pDev->EndScene();
    }
    pDev->Present(NULL,NULL,NULL,NULL);
}

//オブジェクトの開放
void Cleanup(void){
    SAFE_RELEASE(pMeshApp);
        SAFE_RELEASE(pDev);
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd,UINT msg,WPARAM wParam,LPARAM lParam){
    switch(msg){
           case WM_CLOSE:
       case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0);
            return 0L;
    }
    return DefWindowProc(hWnd,msg,wParam,lParam);
}