22.凸凹スタンプ

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図
Direct 3 Dを使って凸凹スタンプを作成します.       Direct 3 Dにおいて凸凹テクスチャスタンプを作成するのは非常に簡単なプロセスである.D 3 D3 DXCompute Normal Map()を使ってDirect 3 D対応のすべての画像フォーマットを凸凹スタンプに変換できます.Direct 3 D関数を用いて法線スタンプを計算する最大の利点は、これらの画像を使用する際に、図の生成方法を知る必要がないことである.同様に、他のD 3 D3 DX関数D 3 DXSaveTextureToFile()を使用して、新たに生成された凸凹スタンプをファイルに保存することもできます.
D 3 DXComputeNormal Map()関数のプロトタイプは非常に簡単で、パラメータpTextureは法線スタンプを保存するDirect 3 Dテクスチャオブジェクトです.パラメータpSrTextureは、法線スタンプに変換したい元の画像です.パラメータpSrcerPaletteは、元のリソーステクスチャのカラーパレットであり、パラメータFlagsは表4.1のいずれかの値であってもよく、パラメータChanelは表4.2のいずれかの値であってもよく、パラメータAmplitudeはNormal Mapの増加または減少値である.読者はこれらのパレットを使う必要がないかもしれませんが、少なくともこれらのオプションが選択可能であることを知ってください.プログラムリスト4.19は、D 3 DXCompute Normal Map()関数のプロトタイプを提供します.
       プログラムリスト4.19 D 3 DXCompute Normal Map()関数の原型
HRESULT WINAPI D 3 DXComputeNormal Map(
LPDIRECT 3 DTEXTURE 9 pTexture、
LPDIRECT 3 DTEXTURE 9 pSrTexture、
CONST PALETTEENTRY*pSrcePalette、
DWORD Flags
DWORD Channel、
FLOAT Amplitude
)0
       表4.1 D 3 DXCompute Normal Map()関数は、識別子のパラメータ値テーブルとして使用できます.
D 3 DX_NORMAL_MIRROR_U
 
D 3 DX_NORMAL_MIRROR_V
 
D 3 DX_NORMAL_MIRROR
 
D 3 DX_NORMAL_INVERRTSIGN
 
D 3 DX_NORMAL_COMPUTE_OCCLUSION
 
       表4.2 D 3 DXComputeNormal Map()関数のChannelパラメータ値リスト
D 3 DX_CHANNEL.RED
法線のスタンプを計算する時、赤い通路を使います.
D 3 DX_CHANNEL.GREEN
法線のスタンプを計算する時は緑の通路を使います.
D 3 DX_CHANNEL.BLUE
法線のスタンプを計算する時、青いチャンネルを使います.
D 3 DX_CHANNEL.ALPHA
法線スタンプを計算する時はアルファチャンネルを使います.
D 3 DX_CHANNEL.LUMMINANCE
法線のスタンプを計算する時、赤、緑、青のチャンネルの輝度値を使います.
       この関数の最後には、パラメータpTextureが新しい法線スタンプを格納します.他のすべてのDirect 3 Dテクスチャのように、ここではこのオブジェクトを使用し終わったら、リリースしなければなりません.
#include<d3d9.h>
#include<d3dx9.h>

#define WINDOW_CLASS    "UGPDX"
#define WINDOW_NAME     "Creating D3D Normal Maps"
#define WINDOW_WIDTH    640
#define WINDOW_HEIGHT   480

// Function Prototypes...
bool InitializeD3D(HWND hWnd, bool fullscreen);
bool InitializeObjects();
void RenderScene();
void Shutdown();


// Direct3D object and device.
LPDIRECT3D9 g_D3D = NULL;
LPDIRECT3DDEVICE9 g_D3DDevice = NULL;

// Matrices.
D3DXMATRIX g_projection;
D3DXMATRIX g_ViewMatrix;

// Vertex buffer to hold the geometry.
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_VertexBuffer = NULL;

// Holds a texture image.
LPDIRECT3DTEXTURE9 g_Texture = NULL, g_NormalMap = NULL;

// A structure for our custom vertex type
struct stD3DVertex
{
    float x, y, z;
    unsigned long color;
    float tu, tv;
};

// Our custom FVF, which describes our custom vertex structure
#define D3DFVF_VERTEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE | D3DFVF_TEX1)


LRESULT WINAPI MsgProc(HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch(msg)
    {
    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);
        return 0;
        break;

    case WM_KEYUP:
        if(wParam == VK_ESCAPE) PostQuitMessage(0);
        break;
    }

    return DefWindowProc(hWnd, msg, wParam, lParam);
}


int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInst, HINSTANCE prevhInst, LPSTR cmdLine, int show)
{
    // Register the window class
    WNDCLASSEX wc = { sizeof(WNDCLASSEX), CS_CLASSDC, MsgProc, 0L, 0L,
        GetModuleHandle(NULL), NULL, NULL, NULL, NULL,
        WINDOW_CLASS, NULL };
    RegisterClassEx(&wc);

    // Create the application's window
    HWND hWnd = CreateWindow(WINDOW_CLASS, WINDOW_NAME, WS_OVERLAPPEDWINDOW,
        100, 100, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT,
        GetDesktopWindow(), NULL, wc.hInstance, NULL);

    // Initialize Direct3D
    if(InitializeD3D(hWnd, false))
    {
        // Show the window
        ShowWindow(hWnd, SW_SHOWDEFAULT);
        UpdateWindow(hWnd);

        // Enter the message loop
        MSG msg;
        ZeroMemory(&msg, sizeof(msg));

        while(msg.message != WM_QUIT)
        {
            if(PeekMessage(&msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE))
            {
                TranslateMessage(&msg);
                DispatchMessage(&msg);
            }
            else
                RenderScene();
        }
    }

    // Release any and all resources.
    Shutdown();

    // Unregister our window.
    UnregisterClass(WINDOW_CLASS, wc.hInstance);
    return 0;
}


bool InitializeD3D(HWND hWnd, bool fullscreen)
{
    D3DDISPLAYMODE displayMode;

    // Create the D3D object.
    g_D3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
    if(g_D3D == NULL) return false;

    // Get the desktop display mode.
    if(FAILED(g_D3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &displayMode)))
        return false;

    // Set up the structure used to create the D3DDevice
    D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
    ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));

    if(fullscreen)
    {
        d3dpp.Windowed = FALSE;
        d3dpp.BackBufferWidth = WINDOW_WIDTH;
        d3dpp.BackBufferHeight = WINDOW_HEIGHT;
    }
    else
        d3dpp.Windowed = TRUE;
    d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    d3dpp.BackBufferFormat = displayMode.Format;

    // Create the D3DDevice
    if(FAILED(g_D3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
        D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &d3dpp, &g_D3DDevice)))
    {
        return false;
    }

    // Initialize any objects we will be displaying.
    if(!InitializeObjects()) return false;

    return true;
}


bool InitializeObjects()
{
    // Fill in our structure to draw an object.
    // x, y, z, color, texture coords.
    stD3DVertex objData[] =
    {
        {-0.3f, -0.4f, 0.0f, D3DCOLOR_XRGB(255,255,255), 0.0f, 1.0f},
        {0.3f, -0.4f, 0.0f, D3DCOLOR_XRGB(255,255,255), 1.0f, 1.0f},
        {0.3f, 0.4f, 0.0f, D3DCOLOR_XRGB(255,255,255), 1.0f, 0.0f},

        {0.3f, 0.4f, 0.0f, D3DCOLOR_XRGB(255,255,255), 1.0f, 0.0f},
        {-0.3f, 0.4f, 0.0f, D3DCOLOR_XRGB(255,255,255), 0.0f, 0.0f},
        {-0.3f, -0.4f, 0.0f, D3DCOLOR_XRGB(255,255,255), 0.0f, 1.0f}
    };

    // Create the vertex buffer.
    if(FAILED(g_D3DDevice->CreateVertexBuffer(sizeof(objData), 0,
        D3DFVF_VERTEX, D3DPOOL_DEFAULT, &g_VertexBuffer, NULL))) return false;

    // Fill the vertex buffer.
    void *ptr;
    if(FAILED(g_VertexBuffer->Lock(0, sizeof(objData), (void**)&ptr, 0))) return false;
    memcpy(ptr, objData, sizeof(objData));
    g_VertexBuffer->Unlock();

    // Load the texture image from file.
    if(D3DXCreateTextureFromFile(g_D3DDevice, "heightMap.tga", &g_Texture) != D3D_OK)
        return false;

    D3DSURFACE_DESC desc;
    g_Texture->GetLevelDesc(0,&desc);

    // Create normal map texture the size of the original.
    if(D3DXCreateTexture(g_D3DDevice, desc.Width, desc.Height, 0, 0, D3DFMT_A8R8G8B8,
        D3DPOOL_MANAGED, &g_NormalMap) != D3D_OK) return false;


    // Compute the normal map.
    if(D3DXComputeNormalMap(g_NormalMap, g_Texture, 0, D3DX_NORMALMAP_MIRROR,
        D3DX_CHANNEL_GREEN, 10) != D3D_OK) return false;

    // Set the image states to get a good quality image.
    g_D3DDevice->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
    g_D3DDevice->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);


    // Set default rendering states.
    g_D3DDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);
    g_D3DDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE);


    // Set the projection matrix.
    D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&g_projection, 45.0f, WINDOW_WIDTH/WINDOW_HEIGHT,
        0.1f, 1000.0f);
    g_D3DDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &g_projection);

    // Define camera information.
    D3DXVECTOR3 cameraPos(0.0f, 0.0f, -1.0f);
    D3DXVECTOR3 lookAtPos(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    D3DXVECTOR3 upDir(0.0f, 1.0f, 0.0f);

    // Build view matrix.
    D3DXMatrixLookAtLH(&g_ViewMatrix, &cameraPos, &lookAtPos, &upDir);

    return true;
}


void RenderScene()
{
    // Clear the backbuffer.
    g_D3DDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET,
        D3DCOLOR_XRGB(0,0,0), 1.0f, 0);

    // Begin the scene.  Start rendering.
    g_D3DDevice->BeginScene();

    // Apply the view (camera).
    g_D3DDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &g_ViewMatrix);

    // Draw square.
    g_D3DDevice->SetTexture(0, g_NormalMap);
    g_D3DDevice->SetStreamSource(0, g_VertexBuffer,0, sizeof(stD3DVertex));
    g_D3DDevice->SetFVF(D3DFVF_VERTEX);
    g_D3DDevice->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 2);

    // End the scene.  Stop rendering.
    g_D3DDevice->EndScene();

    // Display the scene.
    g_D3DDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
}


void Shutdown()
{
    if(g_D3DDevice != NULL) g_D3DDevice->Release();
    g_D3DDevice = NULL;

    if(g_D3D != NULL) g_D3D->Release();
    g_D3D = NULL;

    if(g_VertexBuffer != NULL) g_VertexBuffer->Release();
    g_VertexBuffer = NULL;

    if(g_Texture != NULL) g_Texture->Release();
    g_Texture = NULL;

    if(g_NormalMap != NULL) g_NormalMap->Release();
    g_NormalMap = NULL;
}
　　
二つのDirect 3 Dテクスチャオブジェクトがあります.一つは元の画像を保存するためのもので、もう一つは計算済みの法線スタンプを保存するためのものです.ファイルからオリジナルテクスチャをg_にロードします.Textureオブジェクトにあります.ロードが完了すると、画像表面の説明が得られ、法線スタンプを作成する際に画像の幅と高さが分かります.法線スタンプのために空のテクスチャオブジェクトを作成した後、D 3 DXComputeNormalMap()関数を呼び出してオブジェクトを計算し、g_に保存します.NormalMap対象中です.D 3 DXComputeNormal Map()関数では、テクスチャオブジェクト、オリジナルテクスチャオブジェクト、強度値を関数に送信します.パラメータChannelについては、法線スタンプを計算する際に使用したいチャンネルを指定します.通常、画像はグレースケール画像であるべきですが、グレースケール画像ではなく、計算時に使用する具体的な色成分を指定したいなら、これは実際に問題ではありません.
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