★ DirectX Class ★ * Chapter 09: テクスチャ *
< プリミティブへテクスチャを >
前回までで3D表示の基本的なことをやりましたが、まだ3D図形がリアリティのないものになっています。
私はあのカラフルな図形を見て、非常に抽象的な印象を受けます。
有を知って無を悟るような話ですね。
修行僧はとっとと働いて国民一人当たりGDPの成長に貢献してください。

今回は前回作成した板のようなポリゴンにテクスチャを張り付けます。
これによってリアリティが向上します。
例えば、木目のテクスチャを貼れば木の板のように見えます。

家の壁紙と同じです。
コンクリート打ちっ放しの壁でも木目調の壁紙を貼ればあら不思議(以下省略)

ということでこの章ではテクスチャの貼り方を説明致します。
< テクスチャの座標 >
テクスチャの座標は少し特殊です。
まず、テクスチャの座標は『 UV座標 』と呼びます。
普通の画像の『 XY座標 』に相当するものなのですが、テクスチャでは『 UV座標 』と呼びます。

また、テクスチャの座標は必ず『 0.0f ~ 1.0f 』の間になります。
256×256ピクセルの画像でも、512×512ピクセルの画像でも、全て『 0.0f ~ 1.0f 』の間になります。

例えば512×512ピクセルの画像の、
( x , y ) = ( 0 , 0 )の場所は、UV座標で( u , v ) = ( 0.0f , 0.0f )となり、
( x , y ) = ( 512 , 512 )の場所は、UV座標で( u , v ) = ( 1.0f , 1.0f )となります。

512×512ピクセルの画像の、XY座標で言うところの( 256 , 128 )の点を表したい場合には、
UV座標で( 0.5f , 0.25f )という表現になります。


また、DirectXでは、画像のピクセルサイズは2の類乗数が推奨されています。
64×64、128×128、512×512等です。
これらの形式になっていない画像を使用すると、予期せぬ表示になる可能性があります。

2の類乗数であっても、64×128というように縦横比の違う画像も比推奨です。
64×128のサイズの画像を使いたい場合には、さらに64×128の画像を継ぎ足して128×128とし、
描画の段階で必要な部分だけ使用します。
< 必要な処理 >
まず、第3章で画像を表示したときと同じように、LPDIRECT3DTEXTURE9型の変数を追加します。

LPDIRECT3DTEXTURE9 g_pTexture = NULL;

開放も忘れずに行ってください。
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9とどちらが先に開放されても構いませんが、デバイスの開放よりも先に開放してください。

次に、今まで使っていた頂点座標を格納する構造体にテクスチャ情報を追加します。
以下のような形になります。

struct CUSTOMVERTEX{
	D3DXVECTOR3 v;
	DWORD       c;
	float       tu , tv;
};
#define D3DFVF_CUSTOMPRIMITIVE (D3DFVF_XYZ|D3DFVF_DIFFUSE|D3DFVF_TEX1)

構造体にテクスチャ座標を格納するための変数を定義し、定数にも『 D3DFVF_TEX1 』を追加します。
次に、頂点情報を作成するときに、テクスチャ座標も格納するようにします。

CUSTOMVERTEX Vertices[] =
	{
		{ -1.0f , -1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 0.0f , 1.0f } ,
		{ -1.0f ,  1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 0.0f , 0.0f } ,
		{  1.0f ,  1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 1.0f , 0.0f } ,
		{  1.0f , -1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 1.0f , 1.0f } ,
	};

今回は四角形に合うように四隅を指定しました。

そして、プリミティブを描画するより前に、以下のコードでテクスチャをセットしてください。

g_pd3dDevice->SetTexture( 0 , g_pTexture );

第一引数にはテクスチャのステージを、
第二引数には先程のテクスチャのオブジェクトを指定します。

テクスチャのステージとは、テクスチャを割り当てるIDのようなもので、『 0 』から始まります。
他のテクスチャをもう一枚割り当てたい場合は、ステージを『 1 』としてこの関数で登録します。
ステージの最大数はグラフィックボード等の性能によって左右されますので、
割り当てるテクスチャは1枚のほうが無難です。
この場合、プリミティブによって使うテクスチャが違う場合には、そのプリミティブを描画する度にこの関数を使ってテクスチャをステージ0に設定しなおさなくてはなりません。
< サンプル >
このサンプルを実行すると、クライアント領域に四角形が現れ、回転します。
基盤としたプログラムは第8章のものと同じです。
今回は豹柄のテクスチャを使用しましたので、豹板が回転します。

サンプルプログラムをご利用の場合は、この画像を実行ファイルと同じディレクトリに入れて実行してください。



ポイントはピンク色で示してあります。

//-----------------------------------------------------------------
//
//    DirectX 3D
//
//-----------------------------------------------------------------
#define sqrtf sqrt
#define sinf  sin
#define cosf  cos
#define tanf  tan

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <d3d9.h>
#include <d3dx9.h>

#pragma comment( lib , "d3d9.dll" );
#pragma comment( lib , "d3dx9.dll" );



//-----------------------------------------------------------------
//    Grobal Variables.
//-----------------------------------------------------------------
LPDIRECT3D9             g_pD3D       = NULL;
LPDIRECT3DDEVICE9       g_pd3dDevice = NULL;
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVB        = NULL;
LPDIRECT3DTEXTURE9      g_pTexture   = NULL;

struct CUSTOMVERTEX
{
	FLOAT x , y , z;
	DWORD color;
	float tu , tv;
};

#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ|D3DFVF_DIFFUSE|D3DFVF_TEX1)



//-----------------------------------------------------------------
//    Prototypes.
//-----------------------------------------------------------------
HWND    InitApp( HINSTANCE , int );
BOOL    InitDirect3D( HWND );
BOOL    CleanupDirect3D();
BOOL    InitGeometry();
BOOL    SetupMatrices();
BOOL    RenderDirect3D();
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND , UINT , WPARAM , LPARAM );



//-----------------------------------------------------------------
//    Main.
//-----------------------------------------------------------------
int WINAPI WinMain( HINSTANCE hInst , HINSTANCE hPrevinst , LPSTR nCmdLine , int nCmdShow )
{
	MSG msg;
	HWND hWnd;
	
	hWnd = InitApp( hInst , nCmdShow );
	if ( !hWnd ) return FALSE;
	
	if ( !InitDirect3D( hWnd ) ) return FALSE;
	if ( !InitGeometry() ) return FALSE;
	
	while( msg.message != WM_QUIT ){
		if ( PeekMessage( &msg , NULL , 0 , 0 , PM_REMOVE ) ){
			TranslateMessage( &msg );
			DispatchMessage( &msg );
		}else{
			RenderDirect3D();
		}
		Sleep( 1 );
	}
	
	return msg.wParam;
}



//-----------------------------------------------------------------
//    Initialize Application.
//-----------------------------------------------------------------
HWND InitApp( HINSTANCE hInst , int nCmdShow )
{
	WNDCLASS wc;
	HWND hWnd;
	char szClassName[] = "Direct3D Test";
	
	wc.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
	wc.hInstance     = hInst;
	wc.hCursor       = LoadCursor( NULL , IDC_ARROW );
	wc.hIcon         = LoadIcon( NULL , IDI_APPLICATION );
	wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject( WHITE_BRUSH );
	wc.lpszClassName = szClassName;
	wc.lpszMenuName  = NULL;
	wc.lpfnWndProc   = WndProc;
	wc.cbWndExtra    = 0;
	wc.cbClsExtra    = 0;
	if ( !RegisterClass( &wc ) ) return FALSE;
	
	hWnd = CreateWindow( szClassName , "Direct3D Test" , WS_OVERLAPPEDWINDOW ,
						CW_USEDEFAULT , CW_USEDEFAULT , 640 , 480,
						NULL , NULL , hInst , NULL );
	if ( !hWnd ) return FALSE;
	
	ShowWindow( hWnd , nCmdShow );
	UpdateWindow( hWnd );
	
	return hWnd;
}



//-----------------------------------------------------------------
//    Initialize Direct3D.
//-----------------------------------------------------------------
BOOL InitDirect3D( HWND hWnd )
{
	D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
	HRESULT hr;
	
	if ( NULL == ( g_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) ){
		MessageBox( hWnd , "Can't create Direct3D." , "Error" , MB_OK );
		return FALSE;
	}
	ZeroMemory( &d3dpp , sizeof( d3dpp ) );
	d3dpp.Windowed         = TRUE;
	d3dpp.SwapEffect       = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
	d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN;
	
	hr = g_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT , D3DDEVTYPE_HAL , hWnd ,
	                           D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING ,
	                           &d3dpp , &g_pd3dDevice );
	if ( FAILED( hr ) ){
		MessageBox( hWnd , "Can't create device." , "Error" , MB_OK );
		return FALSE;
	}
	
	g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_CULLMODE , D3DCULL_NONE );
	g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING , FALSE );
	
	D3DXCreateTextureFromFile( g_pd3dDevice , "sample0009.bmp" , &g_pTexture );
	
	return TRUE;
}



//-----------------------------------------------------------------
//    Cleanup Direct3D.
//-----------------------------------------------------------------
BOOL CleanupDirect3D()
{
	if ( g_pTexture != NULL )
		g_pTexture->Release();
	
	if ( g_pVB != NULL )
		g_pVB->Release();
	
	if ( g_pd3dDevice != NULL )
		g_pd3dDevice->Release();
	
	if ( g_pD3D != NULL )
		g_pD3D->Release();
	
	return TRUE;
}



//-----------------------------------------------------------------
//    Window Proc.
//-----------------------------------------------------------------
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hWnd , UINT msg , WPARAM wp , LPARAM lp )
{
	switch( msg ){
		case WM_DESTROY:
			CleanupDirect3D();
			PostQuitMessage( 0 );
			break;
		default:
			return DefWindowProc( hWnd , msg , wp , lp );
	}
	
	return 0L;
}



//-----------------------------------------------------------------
//    Initialize Geometry.
//-----------------------------------------------------------------
BOOL InitGeometry()
{
	HRESULT hr;
	VOID *pVertices;
	
	CUSTOMVERTEX Vertices[] =
	{
		{ -1.0f , -1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 0.0f , 1.0f } ,
		{ -1.0f ,  1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 0.0f , 0.0f } ,
		{  1.0f ,  1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 1.0f , 0.0f } ,
		{  1.0f , -1.0f , 0.0f , 0xFFFFFFFF , 1.0f , 1.0f } ,
	};
	
	hr = g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer(
		4 * sizeof( CUSTOMVERTEX ) ,
		0 ,
		D3DFVF_CUSTOMVERTEX ,
		D3DPOOL_DEFAULT ,
		&g_pVB ,
		NULL
	);
	if ( FAILED( hr ) ){
		MessageBox( NULL , "Couldn't create vertex buffer" , "Error" , MB_OK );
	}
	
	g_pVB->Lock( 0 , sizeof( Vertices ) , ( void** )&pVertices , 0 );
	memcpy( pVertices , Vertices , sizeof( Vertices ) );
	g_pVB->Unlock();
	
	return TRUE;
}



//-----------------------------------------------------------------
//    Setup Matrices.
//-----------------------------------------------------------------
BOOL SetupMatrices()
{
	D3DXMATRIXA16 matWorld , matView , matProj;
	D3DXVECTOR3 vEyePt , vLookatPt , vUpVec;
	
	// World Matrix.
	D3DXMatrixRotationY( &matWorld , timeGetTime()/1000.0f );
	g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD , &matWorld );
	
	// Camera.
	vEyePt.x    = 0.0f;
	vEyePt.y    = 3.0f;
	vEyePt.z    = 0.0f-5.0f;
	vLookatPt.x = 0.0f;
	vLookatPt.y = 0.0f;
	vLookatPt.z = 0.0f;
	vUpVec.x    = 0.0f;
	vUpVec.y    = 1.0f;
	vUpVec.z    = 0.0f;
	D3DXMatrixLookAtLH( &matView , &vEyePt , &vLookatPt , &vUpVec );
	g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW , &matView );
	
	// Projection Matrix.
	D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &matProj , 3.0f / 4.0f , 1.0f , 1.0f , 100.0f );
	g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION , &matProj );
	
	return TRUE;
}



//-----------------------------------------------------------------
//    Render Direct3D.
//-----------------------------------------------------------------
BOOL RenderDirect3D()
{
	RECT rc;
	D3DXVECTOR3 center , position;
	
	g_pd3dDevice->Clear( 0 , NULL , D3DCLEAR_TARGET ,
	                     0x00000000 , 1.0f , 0 );
	
	g_pd3dDevice->BeginScene();
	
	SetupMatrices();
	
	g_pd3dDevice->SetTexture( 0 , g_pTexture );
	
	g_pd3dDevice->SetStreamSource( 0 , g_pVB , 0 , sizeof( CUSTOMVERTEX ) );
	g_pd3dDevice->SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );
	g_pd3dDevice->DrawPrimitive( D3DPT_TRIANGLEFAN , 0 , 2 );
	
	g_pd3dDevice->EndScene();
	
	g_pd3dDevice->Present( NULL , NULL , NULL , NULL );
	
	return TRUE;
}

実行結果

クリックすると実物大で表示されます。
執筆: 2009/02/04 (WED)