準備は終わったかと思いきや……まだでした。

実際に何かを描画するためには、デバイスコンテキスト自体の準備が必要。

設定項目

今から以下の４つの項目を設定していく。

頂点シェーダー

物体を画面のどこに表示するのかを決める機能。
Mayaで作ったデータも、動いたり、回転したりすれば表示位置が変わる。
もちろんカメラが動いた場合も変わる。

ラスタライザー

頂点シェーダーでは頂点ごとの表示位置を決める。
それが決まったらラスタライザーが、どのピクセルを光らせるかを求める。

ピクセルシェーダー

ラスタライザーによって求められた表示ピクセルを何色にするかを求める。
ポリゴンの色やテクスチャの色に影やハイライトの要素を加えて、最終的な色を決定する。

頂点インプットレイアウト

「１頂点にどんな情報を持たせるか」のことを頂点インプットレイアウトという。
一言で言えば、頂点情報のフォーマット。
最低限その頂点の位置は必要。それ以外に色や法線、ＵＶ情報などを持たせることができる。

シェーダーファイル

まずは『頂点シェーダー』と『ピクセルシェーダー』をまとめて準備する。
これらの処理はHLSLという言語を使って別ファイルで用意しておき、実行する時にコンパイルされる。

細かい話は後期の『シェーダープログラミング』という科目で教えるので、今はあまり深く考えずに進めていこう。

ではHLSLファイルを作成する。

既に書かれているコードは消して、次の内容をコピペする。

//───────────────────────────────────────
// コンスタントバッファ
// DirectX 側から送信されてくる、ポリゴン頂点以外の諸情報の定義
//───────────────────────────────────────
cbuffer global
{
float4x4 matWVP; // ワールド・ビュー・プロジェクションの合成行列
};

//───────────────────────────────────────
// 頂点シェーダー出力＆ピクセルシェーダー入力データ構造体
//───────────────────────────────────────
struct VS_OUT
{
float4 pos    : SV_POSITION; //位置
};

//───────────────────────────────────────
// 頂点シェーダ
//───────────────────────────────────────
VS_OUT VS(float4 pos : POSITION)
{
//ピクセルシェーダーへ渡す情報
VS_OUT outData;

//ローカル座標に、ワールド・ビュー・プロジェクション行列をかけて
//スクリーン座標に変換し、ピクセルシェーダーへ
outData.pos = mul(pos, matWVP);

//まとめて出力
return outData;
}

//───────────────────────────────────────
// ピクセルシェーダ
//───────────────────────────────────────
float4 PS(VS_OUT inData) : SV_Target
{
return float4(1,1,1,1);
}

別言語と言いながら、C言語とほとんど書き方が同じたということが分かるでしょう。

シェーダーのコンパイル

では、実行時にSImple3D.hlslをロードしてコンパイルするコードを書いていこう。

まずは、必要なインクルードとリンカが必要。

＜Direct3D.h＞

#pragma once

//インクルード

#include <d3d11.h>

//リンカ

#pragma comment(lib, "d3d11.lib")

#pragma comment(lib, "d3dcompiler.lib")

＜Direct3D.cpp＞

#include <d3dcompiler.h>

#include "Direct3D.h"

次に、出来上がった二つのシェーダーを入れるための変数を用意する。

＜DIrect3D.cpp＞

namespace Direct3D

{

ID3D11Device*           pDevice = nullptr; //デバイス

ID3D11DeviceContext*    pContext = nullptr; //デバイスコンテキスト

IDXGISwapChain*         pSwapChain = nullptr; //スワップチェイン

ID3D11RenderTargetView* pRenderTargetView = nullptr; //レンダーターゲットビュー

ID3D11VertexShader* pVertexShader = nullptr; //頂点シェーダー
ID3D11PixelShader* pPixelShader = nullptr; //ピクセルシェーダー

}

あとはDirect3D::Initializeの続きに処理をかくことになるが、関数が長くなってきたので処理を分けよう。

＜Direct3D.h＞

namespace Direct3D

{

：

：

//初期化

void Initialize(int winW, int winH, HWND hWnd);

//シェーダー準備
void InitShader();

//描画開始

void BeginDraw();

＜Direct3D.cpp＞

void Direct3D::Initialize(int winW, int winH, HWND hWnd)

{

：

：

：

//シェーダー準備
InitShader();

}

//シェーダー準備
void Direct3D::InitShader()
{

}

では、この関数の中に頂点シェーダーをコンパイルする処理を書く。

void Direct3D::InitShader()
{
// 頂点シェーダの作成（コンパイル）
ID3DBlob *pCompileVS = nullptr;
D3DCompileFromFile(L"Simple3D.hlsl", nullptr, nullptr, "VS", "vs_5_0", NULL, 0, &pCompileVS, NULL);
pDevice->CreateVertexShader(pCompileVS->GetBufferPointer(), pCompileVS->GetBufferSize(), NULL, &pVertexShader);
pCompileVS->Release();
}

専用の変数を用意し、「Simple3D.hlsl」というファイルの中の「VS」という関数を「バージョン5」でコンパイル。
それをつかって頂点シェーダーを作成する。
終わったらコンパイルしたデータはいらないので削除する……といった流れ。

バージョンに関しては、グラボごとに使える限界が決まっている。
授業では最新機能を教える予定は無い（＝教えられない（＝俺も知らない））ので、もっと低い値を設定しても構わない。

続いてピクセルシェーダー

void Direct3D::InitShader()

{

：

：

// ピクセルシェーダの作成（コンパイル）
ID3DBlob *pCompilePS = nullptr;
D3DCompileFromFile(L"Simple3D.hlsl", nullptr, nullptr, "PS", "ps_5_0", NULL, 0, &pCompilePS, NULL);
pDevice->CreatePixelShader(pCompilePS->GetBufferPointer(), pCompilePS->GetBufferSize(), NULL, &pPixelShader);
pCompilePS->Release();
}

頂点インプットレイアウト

頂点インプットレイアウトは「頂点シェーダーにどんな情報を渡すか」を決めるものなので、ここでやってしまおう。

まずは変数を用意。

namespace Direct3D

{

：

：

ID3D11VertexShader* pVertexShader = nullptr; //頂点シェーダー

ID3D11PixelShader* pPixelShader = nullptr; //ピクセルシェーダー
ID3D11InputLayout* pVertexLayout = nullptr; //頂点インプットレイアウト

}

頂点シェーダーが完成した後、コンパイルしたものを開放する前のところに次のように書く。

void Direct3D::InitShader()

{

// 頂点シェーダの作成（コンパイル）

ID3DBlob *pCompileVS = nullptr;

D3DCompileFromFile(L"Simple3D.hlsl", nullptr, nullptr, "VS", "vs_5_0", NULL, 0, &pCompileVS, NULL);

pDevice->CreateVertexShader(pCompileVS->GetBufferPointer(), pCompileVS->GetBufferSize(), NULL, &pVertexShader);

//頂点インプットレイアウト
D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC layout[] = {
{ "POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 0,  D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 }, //位置
};
pDevice->CreateInputLayout(layout, 1, pCompileVS->GetBufferPointer(), pCompileVS->GetBufferSize(), &pVertexLayout);

pCompileVS->Release();

// ピクセルシェーダの作成（コンパイル）

とりあえず、最もシンプルな形である「位置情報のみ」取り扱うようにする。

各設定項目の詳細を書くの面倒なので、授業で説明する。

ラスタライザ

ラスタライザーは、必要な項目を設定すればいいだけなので簡単。

まずは変数を用意。

namespace Direct3D

{

：

：

ID3D11VertexShader* pVertexShader = nullptr; //頂点シェーダー

ID3D11PixelShader* pPixelShader = nullptr; //ピクセルシェーダー
ID3D11RasterizerState* pRasterizerState = nullptr; //ラスタライザー

}

シェーダーをコンパイルした続きに、以下のように書く。

void Direct3D::InitShader()

{

：

：

：
//ラスタライザ作成
D3D11_RASTERIZER_DESC rdc = {};
rdc.CullMode = D3D11_CULL_BACK;
rdc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID;
rdc.FrontCounterClockwise = FALSE;
pDevice->CreateRasterizerState(&rdc, &pRasterizerState);
}

３つの項目を設定している。

CullModeはポリゴンの表面だけ描画するか、両面描画するかなどを設定する。ふつうは表面だけ。
FillModeはポリゴンを面として描画するか、線だけ（ワイヤーフレーム）描画するかなど。ふつうは面。
FrontCounterClockwiseはポリゴンのどっちの面を「表側」とみなすか。ふつうは「頂点が時計回りに見える面」は表。

デバイスコンテキストにセットする

頂点シェーダー、ピクセルシェーダー、頂点インプットレイアウト、ラスタライザーの４つが用意できたので、
デバイスコンテキストに対して「この４つを使って描画してくれ」と指示する。

void Direct3D::InitShader()

{

：

：

：
//それぞれをデバイスコンテキストにセット
pContext->VSSetShader(pVertexShader, NULL, 0); //頂点シェーダー
pContext->PSSetShader(pPixelShader, NULL, 0); //ピクセルシェーダー
pContext->IASetInputLayout(pVertexLayout); //頂点インプットレイアウト
pContext->RSSetState(pRasterizerState); //ラスタライザー

}

解放処理

毎度忘れがちになる解放処理。
作ったものは必ず開放する。

//解放処理

void Direct3D::Release()

{
pRasterizerState->Release();
pVertexLayout->Release();
pPixelShader->Release();
pVertexShader->Release();

pRenderTargetView->Release();
pSwapChain->Release();
pContext->Release();
pDevice->Release();

}