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その５ ピクセルシェーダプログラムの基礎：サンプルプログラム

　DirectXプログラマブルシェーダ編「その４ ピクセルシェーダの流れを知ろう」及び「その５ ピクセルシェーダプログラムの基礎」で説明した内容を踏まえたサンプルプログラムです。実行すると長方形のポリゴンにテクスチャが張られ、そのテクスチャの彩度が変化し、モノクロ画像と原画像を行ったりきたりします。

スクリーンショット。彩度が変化しているのがわかる。ちなみに、この写真は旭山動物園のシロクマ。水に飛び込んだ瞬間をガラス越しに撮影。

　シンプルなプログラムですが、頂点シェーダの流れと組み方がしっかり収まっています。同様の手順を踏めば、オリジナルな頂点シェーダを実装することが可能です。

　以下のプログラムはTest.jpgという画像ファイルを用意して、空のプロジェクトにコピペすることで完全に動きます。上からデバッグしていくと、何をしているか良くわかるように1つのソースで完結させています。今回のポイントになりそうなところは太文字で示されています。
（もしうまく動かないようでしたら掲示板にてご連絡下さい）

　Test.jpgの大きさは任意です。色合いが派手な画だと変化を感じやすいと思います。
　ピクセルシェーダのバージョンチェックを省いていますが、今時1.1をサポートしていないビデオカードは無いと思われますので、うまく動くと思います。何らかの理由で画面が出ずに終了してしまう場合は、どこかの生成がうまく行っていないはずなので、デバッグでソースを追ってみてください。

// ピクセルシェーダプログラムの基礎テストプログラム // このプログラムに関する詳しい情報は // ○×つくろ〜どっとコム「ゲームつくろ〜プログラマブルシェーダ編その４、その５」 // をご覧下さい。 #pragma comment(lib, "dxguid.lib") #pragma comment(lib, "d3d9.lib") #pragma comment(lib, "d3dx9.lib") #include <windows.h> #include <tchar.h> #include <d3d9.h> #include <d3dx9.h> TCHAR gName[100] = _T("ピクセルシェーダプログラムの基礎テストプログラム"); /// 頂点定義 /// struct CUSTOMVTX { float x, y, z; // 頂点位置 DWORD color; // 頂点カラー float u, v; // テクスチャ座標 }; #define CUSTOMFVF D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE | D3DFVF_TEX1 /// ウィンドウプロシージャ /// LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT mes, WPARAM wParam, LPARAM lParam){ if(mes == WM_DESTROY) {PostQuitMessage(0); return 0;} return DefWindowProc(hWnd, mes, wParam, lParam); } /// エントリ /// int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { // アプリケーションの初期化（ウィンドウ作成） MSG msg; HWND hWnd; WNDCLASSEX wcex ={sizeof(WNDCLASSEX), CS_HREDRAW | CS_VREDRAW, WndProc, 0, 0, hInstance, NULL, NULL, (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1), NULL, (LPCWSTR)gName, NULL}; if(!RegisterClassEx(&wcex)) return 0; if(!(hWnd = CreateWindow(gName, gName, WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL))) return 0; // Direct3Dの初期化 LPDIRECT3D9 g_pD3D; LPDIRECT3DDEVICE9 g_pD3DDev; if( !(g_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION )) ) return 0; D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp = {0,0,D3DFMT_UNKNOWN,0,D3DMULTISAMPLE_NONE,0, D3DSWAPEFFECT_DISCARD,NULL,TRUE,0,D3DFMT_UNKNOWN,0,0}; if( FAILED( g_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &d3dpp, &g_pD3DDev ) ) ) {g_pD3D->Release(); return 0;} // 頂点の設定（小さな長方形） CUSTOMVTX v[]= { { -1.0f, +1.5f, 0.0f, 0xffffffff, 1.0f, 0.0f}, { -1.0f, -1.5f, 0.0f, 0xffffffff, 1.0f, 1.0f}, { +1.0f, +1.5f, 0.0f, 0xffffffff, 0.0f, 0.0f}, { +1.0f, -1.5f, 0.0f, 0xffffffff, 0.0f, 1.0f} }; // 頂点バッファ作成と頂点情報の書き込み IDirect3DVertexBuffer9* pVertex; void *pData; if(FAILED(g_pD3DDev->CreateVertexBuffer(sizeof(CUSTOMVTX)*4, D3DUSAGE_WRITEONLY, CUSTOMFVF, D3DPOOL_MANAGED, &pVertex, NULL))){ g_pD3DDev->Release(); g_pD3D->Release(); return 0; } if(FAILED(pVertex->Lock(0, sizeof(CUSTOMVTX)*4, (void**)&pData, 0))){ g_pD3DDev->Release(); g_pD3D->Release(); return 0; } memcpy(pData, v, sizeof(CUSTOMVTX)*4); pVertex->Unlock(); // ピクセルシェーダ命令配列定義 // 彩度調節シェーダ // c1 : 彩度調節係数 (c, c, c, 0) (グレー)0.0f < c < 1.0f(原色) const char PxShader[] = "ps_1_1 \n" "def c0, 0.2989f, 0.5866f, 0.1145f, 0.0f \n" // 彩度算出係数 "tex t0 \n" // テクスチャ0番使用 "dp3 r0, t0, c0 \n" // 彩度Y算出(r0.aに格納される) "mov r1, r0.a \n" // r1の各成分をYで埋める "lrp r0, c1, t0, r1 \n"; // 線形補間( t0 + c1*(Y-t0) ) // シェーダ命令のコンパイル ID3DXBuffer *pShader; // シェーダ命令格納バッファ ID3DXBuffer *pError; // コンパイルエラー情報格納バッファ if( FAILED( D3DXAssembleShader(PxShader, sizeof(PxShader)-1, 0, NULL, 0, &pShader, &pError ))){ pVertex->Release(); g_pD3DDev->Release(); g_pD3D->Release(); return 0; } // シェーダハンドラの生成 IDirect3DPixelShader9 *pShaderHandler; if( FAILED( g_pD3DDev->CreatePixelShader( (DWORD*)pShader->GetBufferPointer(), &pShaderHandler ))){ pShader->Release(); pVertex->Release(); g_pD3DDev->Release(); g_pD3D->Release(); return 0; } pShader->Release(); // シェーダ命令はもういらない if(pError) pError->Release(); // エラー情報はもういらない（NULLの時があるので判定が必要） // 変換行列の設定 D3DXMATRIX mat, matView, matProj; D3DXMatrixIdentity( &mat ); D3DXMatrixLookAtLH( &matView, &D3DXVECTOR3(0,0,5), &D3DXVECTOR3(0,0,0), &D3DXVECTOR3(0,1,0) ); D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &matProj, 0.785398163f, 480.0f/640.0f, 0.1f, 10000.0f ); // ピクセルシェーダに切り替え g_pD3DDev->SetPixelShader( pShaderHandler ); // テクスチャの作成 IDirect3DTexture9 *pTex; if( FAILED(D3DXCreateTextureFromFile( g_pD3DDev, _T("Test.JPG"), &pTex )) ){ pShaderHandler->Release(); pVertex->Release(); g_pD3DDev->Release(); g_pD3D->Release(); return 0; } // テクスチャステージ0番にテクスチャを設定 g_pD3DDev->SetTexture( 0, pTex ) ; ShowWindow( hWnd, SW_SHOW ); // メッセージ ループ float sc = 1.0f; // 彩度調節係数 float sgn = +1.0f; // 切り替え符号 float scale[4] = {1.0f, 1.0f, 1.0f, 0.0f}; // 彩度 do{ Sleep(1); if( PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE) ){ DispatchMessage(&msg);} else{ // Direct3Dの処理 g_pD3DDev->Clear( 0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(0,0,255), 1.0f, 0 ); g_pD3DDev->BeginScene(); // 彩度計算（0.0f-1.0fの間を繰り返させているだけです） sc += 0.0025*sgn; if (sc<=0){ sc=0.0f; sgn=+1.0f;} else if(sc>=1){ sc=1.0f; sgn=-1.0f;} else {sc+=0.0025f*sgn;} scale[0] = scale[1] = scale[2] = sc; // 描画 g_pD3DDev->SetPixelShaderConstantF(1, scale, 1); // 彩度調節係数をGPUの定数レジスタc1に登録 g_pD3DDev->SetTransform(D3DTS_WORLD, &mat); g_pD3DDev->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView); g_pD3DDev->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj); g_pD3DDev->SetStreamSource(0, pVertex, 0, sizeof(CUSTOMVTX)); g_pD3DDev->SetFVF( CUSTOMFVF ); g_pD3DDev->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2); // 描画ストリームスタート g_pD3DDev->EndScene(); g_pD3DDev->Present( NULL, NULL, NULL, NULL ); } }while(msg.message != WM_QUIT); pShaderHandler->Release(); pVertex->Release(); g_pD3DDev->Release(); g_pD3D->Release(); return 0; }