01．ベースDirect3Dレンダラクラスを作る

Direct3Dの初期化処理と終了処理を行い、Direct3Dを用いた描画処理の骨格を担う、ベースDirect3Dレンダラクラスを作成します。

プロジェクトの作成

「メニュー／新規作成／プロジェクト」を選択します。


プロジェクトの種類：Win32
テンプレート：Win32 プロジェクト
プロジェクト名：ModelViewer
場所：適当なフォルダを指定
ソリューションのディレクトリの作成：チェックしない
でOKボタンを押します。


次へボタンを押します。


アプリケーションの種類：Windows アプリケーション
空のプロジェクト：チェックしない
で完了ボタンを押します。

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ベースDirect3Dレンダラクラスの作成

「メニュー／プロジェクト／クラスの追加」でクラス名「CDirect3DRendererBase」のクラスを作成します。


テンプレート：C++ クラス
で追加ボタンを押します。


クラス名：CDirect3DRendererBase
で完了ボタンを押します。

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assertヘッダーファイルのインクルード

stdafx.h の末尾に、 assert.h のインクルードを追加します。

（・・・以上略・・・） // TODO: プログラムに必要な追加ヘッダーをここで参照してください。 #include <assert.h>

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Direct3Dのヘッダーファイルのインクルード

Direct3DRendererBase.h に以下のDirect3Dのヘッダーファイルのインクルードを追加します。
#include <d3dx9.h>

#pragma once #include <d3dx9.h> class CDirect3DRendererBase （・・・以下略・・・）
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Direct3Dのlibファイルをプロジェクトに追加

Direct3DRendererBase.cpp に以下のDirect3Dのlibファイルをプロジェクトに追加する記述を追加します。
#pragma comment( lib, "d3d9.lib" )
#ifdef _DEBUG
#pragma comment( lib, "d3dx9d.lib" )
#else
#pragma comment( lib, "d3dx9.lib" )
#endif

#include "StdAfx.h" #include "Direct3DRendererBase.h" #pragma comment( lib, "d3d9.lib" ) #ifdef _DEBUG #pragma comment( lib, "d3dx9d.lib" ) #else #pragma comment( lib, "d3dx9.lib" ) #endif CDirect3DRendererBase::CDirect3DRendererBase(void) （・・・以下略・・・）

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メンバ変数、メンバ関数の宣言の追加

Direct3DRendererBase.h のベースDirect3Dレンダラクラス定義にメンバ変数、メンバ関数の宣言を追加します。

class CDirect3DRendererBase { public: CDirect3DRendererBase(void); ~CDirect3DRendererBase(void); // メンバ変数 private: LPDIRECT3D9 m_pD3D; D3DPRESENT_PARAMETERS m_d3dpp; ID3DXLine* m_pD3DXLine_axis; LPDIRECT3DDEVICE9 m_pD3DDevice; int m_cx; int m_cy; // メンバ関数 public: void UninitializeDirect3D(); void ChangeSize( HWND hWnd, int cx, int cy ); void Render(); private: bool InitializeDirect3D( HWND hWnd ); void DestroyDirect3DResource(); bool SetupViewport(); bool RestoreDirect3DResource(); bool SetupViewingFrustum(); bool SetupViewingTransform(); bool SetupModelingTransform(){ return true; } bool SetupLight(){ return true; } bool PreRenderScene(){ return true; } void RenderStockScene(); bool PostRenderScene(){ return true; } void RenderAxis(); bool RenderScene(){ return true; } };

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メンバ変数の初期化

Direct3DRendererBase.cpp のベースDirect3Dレンダラクラスのコンストラクタにメンバ変数の初期化を追加します。

CDirect3DRendererBase::CDirect3DRendererBase(void) : m_pD3D(NULL), m_pD3DDevice(NULL), m_pD3DXLine_axis(NULL), m_cx(0), m_cy(0) { }

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Direct3D初期化処理

Direct3DRendererBase.cpp の末尾にDirect3D初期化処理の定義を追加します。

bool CDirect3DRendererBase::InitializeDirect3D( HWND hWnd ) { // Direct3D9 オブジェクトの作成 m_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ); if( NULL == m_pD3D ) { return false; } // プレゼンテーション パラメータの作成 ZeroMemory( &m_d3dpp, sizeof(m_d3dpp) ); m_d3dpp.BackBufferWidth = 0; // スワップ チェーンのバック バッファの幅と高さ (ピクセル単位) m_d3dpp.BackBufferHeight = 0; // スワップ チェーンのバック バッファの幅と高さ (ピクセル単位) m_d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN; // バック バッファのフォーマット m_d3dpp.BackBufferCount = 1; // バック バッファの数 m_d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE; // マルチサンプリングのタイプ m_d3dpp.MultiSampleQuality = 0; // マルチサンプリングの品質レベル m_d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD; // バッファのスワップ動作 m_d3dpp.hDeviceWindow = hWnd; // デバイス ウィンドウ m_d3dpp.Windowed = TRUE; // ウィンドウ モードかフルスクリーン モードか m_d3dpp.EnableAutoDepthStencil = TRUE; // Direct3D がアプリケーションの深度バッファを管理するかどうか m_d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16; // デバイスが作成する自動深度ステンシル サーフェイスのフォーマット。EnableAutoDepthStencil が TRUE でない場合、無視。 m_d3dpp.Flags = 0; // ？ m_d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = 0; // スクリーンのリフレッシュ レート。ウィンドウ モードでは、リフレッシュ レートは 0 でなければならない。 m_d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE; // スワップ チェーンのバック バッファをフロント バッファにプレゼンテーションできる最大レート // ディスプレイ アダプタを表すためのデバイスの作成 HRESULT hr; hr = m_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, // ハードウェアによるラスタライズ hWnd, D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING, // ハードウェアによる頂点処理 &m_d3dpp, &m_pD3DDevice ); if( FAILED(hr) ) { hr = m_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, // ハードウェアによるラスタライズ hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, // ソフトウェアによる頂点処理 &m_d3dpp, &m_pD3DDevice ); if( FAILED(hr) ) { hr = m_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_REF, // ソフトウェアによるラスタライズ hWnd, D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING, // ハードウェアによる頂点処理 &m_d3dpp, &m_pD3DDevice ); if( FAILED(hr) ) { hr = m_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_REF, // ソフトウェアによるラスタライズ hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, // ソフトウェアによる頂点処理 &m_d3dpp, &m_pD3DDevice ); if( FAILED(hr) ) { assert( !"InitializeDirect3D" ); return false; } } } } return true; }

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Direct3D終了処理

Direct3DRendererBase.cpp の末尾にDirect3D終了処理の定義を追加します。

void CDirect3DRendererBase::UninitializeDirect3D() { DestroyDirect3DResource(); if( m_pD3DDevice ) { m_pD3DDevice->Release(); m_pD3DDevice = NULL; } if( m_pD3D ) { m_pD3D->Release(); m_pD3D = NULL; } } void CDirect3DRendererBase::DestroyDirect3DResource() { if( m_pD3DXLine_axis ) { m_pD3DXLine_axis->Release(); m_pD3DXLine_axis = NULL; } }

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ビューポート設定処理

Direct3DRendererBase.cpp の末尾にビューポート設定処理の定義を追加します。

bool CDirect3DRendererBase::SetupViewport() { HRESULT hr; DestroyDirect3DResource(); // バック バッファのサイズの更新 m_d3dpp.BackBufferWidth = m_cx; // スワップ チェーンのバック バッファの幅と高さ (ピクセル単位) m_d3dpp.BackBufferHeight = m_cy; // スワップ チェーンのバック バッファの幅と高さ (ピクセル単位) hr = m_pD3DDevice->Reset( &m_d3dpp ); if (FAILED(hr)) { assert( !"SetupViewport" ); return false; } RestoreDirect3DResource(); // Resetによって失われるステートの初期化 m_pD3DDevice->SetRenderState( D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE ); // カリングしない（デフォルトはD3DCULL_CCW） m_pD3DDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, FALSE ); // ライトの不使用（デフォルトはTRUE） // ビューポートの設定 D3DVIEWPORT9 vp; vp.X = 0; vp.Y = 0; vp.Width = m_cx; vp.Height = m_cy; vp.MinZ = 0.0f; vp.MaxZ = 1.0f; hr = m_pD3DDevice->SetViewport( &vp ); if( FAILED(hr) ) { assert( !"SetupViewport" ); return false; } return true; } bool CDirect3DRendererBase::RestoreDirect3DResource() { // 軸描画用オブジェクト HRESULT hr; hr = D3DXCreateLine( m_pD3DDevice, &m_pD3DXLine_axis ); if( FAILED(hr) ) { assert( !"RestoreDirect3DResource" ); return false; } m_pD3DXLine_axis->SetWidth( 2 ); return true; }

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視野角錐台設定処理

Direct3DRendererBase.cpp の末尾に視野角錐台設定処理の定義を追加します。

bool CDirect3DRendererBase::SetupViewingFrustum() { D3DXMATRIX matrixProj; D3DXMatrixOrthoOffCenterRH( &matrixProj, - m_cx * 0.5f / 10.0f, m_cx * 0.5f / 10.0f, - m_cy * 0.5f / 10.0f, m_cy * 0.5f / 10.0f, 0.1f, 1000.0f ); m_pD3DDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION, &matrixProj ); return true; }

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視点座標変換処理

Direct3DRendererBase.cpp の末尾に視点座標変換処理の定義を追加します。

bool CDirect3DRendererBase::SetupViewingTransform() { D3DXMATRIX matrixView; D3DXMatrixLookAtRH( &matrixView, &D3DXVECTOR3( 0.0f, 0.0f, 500.0f ), // 視点 &D3DXVECTOR3( 0.0f, 0.0f, 0.0f ), // 注視点 &D3DXVECTOR3( 0.0f, 1.0f, 0.0f) ); // 上ベクトル m_pD3DDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW, &matrixView ); return true; }

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サイズ変更処理

Direct3DRendererBase.cpp の末尾にサイズ変更処理の定義を追加します。

void CDirect3DRendererBase::ChangeSize( HWND hWnd, int cx, int cy ) { if( 0 >= cx || 0 >= cy ) { return; } if( NULL == m_pD3D ) { // Direct3D初期化処理 InitializeDirect3D( hWnd ); } if( NULL != m_pD3D ) { // 画面大きさの設定 m_cx = cx; m_cy = cy; // ビューポート設定処理 SetupViewport(); // 視野角錐台設定 SetupViewingFrustum(); // 視点座標変換 SetupViewingTransform(); // モデリング変換 SetupModelingTransform(); // 光源の設定 SetupLight(); } }

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描画処理

Direct3DRendererBase.cpp の末尾に描画処理の定義を追加します。

void CDirect3DRendererBase::RenderStockScene() { RenderAxis(); } void CDirect3DRendererBase::RenderAxis() { D3DXMATRIX matrixWV, matrixWVP, matrixWorld, matrixView, matrixProj; m_pD3DDevice->GetTransform( D3DTS_WORLD, &matrixWorld ); m_pD3DDevice->GetTransform( D3DTS_VIEW, &matrixView ); m_pD3DDevice->GetTransform( D3DTS_PROJECTION, &matrixProj ); D3DXMatrixMultiply( &matrixWV, &matrixWorld, &matrixView ); D3DXMatrixMultiply( &matrixWVP, &matrixWV, &matrixProj ); D3DXVECTOR3 points[6] = { D3DXVECTOR3( 0.0, 0.0, 0.0), D3DXVECTOR3(10.0, 0.0, 0.0), D3DXVECTOR3( 0.0, 0.0, 0.0), D3DXVECTOR3( 0.0, 10.0, 0.0), D3DXVECTOR3( 0.0, 0.0, 0.0), D3DXVECTOR3( 0.0, 0.0, 10.0) }; assert( m_pD3DXLine_axis ); m_pD3DXLine_axis->Begin(); m_pD3DXLine_axis->DrawTransform( &points[0], 2, &matrixWVP, D3DCOLOR_XRGB( 255, 0, 0 ) ); m_pD3DXLine_axis->DrawTransform( &points[2], 2, &matrixWVP, D3DCOLOR_XRGB( 0, 255, 0 ) ); m_pD3DXLine_axis->DrawTransform( &points[4], 2, &matrixWVP, D3DCOLOR_XRGB( 0, 0, 255 ) ); m_pD3DXLine_axis->End(); } void CDirect3DRendererBase::Render() { if( !m_pD3DDevice ) { return; } m_pD3DDevice->Clear( 0, // 矩形配列数 NULL, // クリアする矩形領域配列へのポインタ D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, // クリア対象 D3DCOLOR_XRGB( 0, 0, 0 ), 1.0f, // クリアする深度バッファーの深さ 0 ); // クリアするステンシルバッファーの深さ // シーンの描画開始 HRESULT hr; hr = m_pD3DDevice->BeginScene(); if( FAILED(hr) ) { assert( !"Render" ); return; } PreRenderScene(); RenderStockScene(); RenderScene(); PostRenderScene(); m_pD3DDevice->EndScene(); m_pD3DDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL ); // バック バッファの内容のプレゼンテーション }

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レンダラオブジェクトの宣言

ModelViewer.cpp に、
#include "Direct3DRendererBase.h"
および
CDirect3DRendererBase d3drenderer;
を追加します。

// ModelViewer.cpp : アプリケーションのエントリ ポイントを定義します。 // #include "stdafx.h" #include "ModelViewer.h" #include "Direct3DRendererBase.h" #define MAX_LOADSTRING 100 // グローバル変数: HINSTANCE hInst; // 現在のインターフェイス TCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING]; // タイトル バーのテキスト TCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING]; // メイン ウィンドウ クラス名 CDirect3DRendererBase d3drenderer; （・・・以下略・・・）

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ウィンドウスタイルの変更

Direct3Dが他のウィンドウに描画するのを防ぐために、ModelViewer.cpp の InitInstance関数内のCreateWindows関数呼び出しのウィンドウスタイルパラメータに、WS_CLIPSIBLINGS と WS_CLIPCHILDREN　を追加します。

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow) { HWND hWnd; hInst = hInstance; // グローバル変数にインスタンス処理を格納します。 //hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW, // CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL); hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_CLIPSIBLINGS | WS_CLIPCHILDREN, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL); （・・・以下略・・・）

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WM_PAINTメッセージ処理の変更

ModelViewer.cpp の WndProc関数の、WM_PAINTメッセージ処理の、BeginPaintとEndPaintの間に描画処理の呼び出しを追加します。

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { （・・・省略・・・） switch (message) { （・・・省略・・・） case WM_PAINT: hdc = BeginPaint(hWnd, &ps); // TODO: 描画コードをここに追加してください... d3drenderer.Render(); EndPaint(hWnd, &ps); break; （・・・以下略・・・）

ビルドし、エラー、警告がないことを確認します。

WM_DESTROYメッセージ処理の変更

ModelViewer.cpp の WndProc関数の、WM_DESTROYメッセージ処理に、Direct3D終了処理の呼び出しを追加します。

case WM_DESTROY: d3drenderer.UninitializeDirect3D(); PostQuitMessage(0); break;

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WM_ERASEBKGNDメッセージ処理の追加

画面の描画はDirect3Dがすべてを行うので、既定の画面背景消去処理を無効にします。
ModelViewer.cpp の WndProc関数に、WM_DESTROYメッセージ処理を追加します。
処理は、return 1;　とします。

（・・・省略・・・） case WM_DESTROY: d3drenderer.UninitializeDirect3D(); PostQuitMessage(0); break; case WM_ERASEBKGND: return 1; default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); （・・・省略・・・）

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WM_SIZEメッセージ処理の追加

ModelViewer.cpp の WndProc関数に、WM_SIZEメッセージ処理を追加します。
サイズ変更処理の呼び出しを追加します。

（・・・省略・・・） case WM_ERASEBKGND: return 1; case WM_SIZE: d3drenderer.ChangeSize( hWnd, LOWORD(lParam), HIWORD(lParam) ); break; default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); （・・・省略・・・）

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実行

実行結果

ダウンロード

実行形式ファイルダウンロード (ModelViewerDirect3DWinAPI2008_01_exe.lzh)

ソースファイルダウンロード (ModelViewerDirect3DWinAPI2008_01_src.lzh)