빌보드의 가장 큰 특징은 카메라가 어느뱡향에서 바라보아도 항상 카메라의 정면을 향하고 있다는 것이다.
빌보드가 적용된 메시는 항상 카메라를 향하고 있다......
원리
항상 카메라를 향하도록 하는 행렬을 만들면 되는 것!
간단하게 생각해보면, 카마레 변환 행렬의 성분 중에서 회전행렬부분만 역변환하면 빌보드 행렬을 구할 수 있는 것이다.
Y축이 고정된 빌보드를 만들어보자
그럼 Y축 회전행렬의 역행렬을 구하면 된다
우선 Y축 회전행렬만 보자
Y축 회전 행렬
[cos세타 0 -sin세타 0 ]
[ 0 1 0 0 ]
[sin세타 0 cos세타 0 ]
[ 0 0 0 1 ]
이 Y축 회전 행렬의 역행렬을 구하면 된다. 이게 원리의 전부다.
역행렬은 D3DXMatrixInverse 함수로 구현가능하다
구현
이제 카메라 조작을 해야하는데
카메라에 대해서는 나중에 알아보기로하고,,,,,,
ZWater 클래스도 있어, 이것은 흐르는 물을 만들기 위한 클래스이다
하지만 빌보드 구현을 위해 가장 중요한 함수는 DrawBillboard()함수이므로, 우선 이 부분만 집중적으로 보겠다.
#define MAINBODY
#include <d3d9.h>
#include <d3dx9.h>
#include "ZCamera.h"
#include "ZFLog.h"
#include "ZWater.h"
#define WINDOW_W 500
#define WINDOW_H 500
#define WINDOW_TITLE "Billboard"
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 전역변수
*------------------------------------------------------------------------------
*/
HWND g_hwnd = NULL;
LPDIRECT3D9 g_pD3D = NULL; // D3D 디바이스를 생성할 D3D객체변수
LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; // 렌더링에 사용될 D3D디바이스
LPDIRECT3DTEXTURE9 g_pTexBillboard[4] = { NULL, NULL, NULL, NULL };// 빌보드로 사용할 텍스처
D3DXMATRIXA16 g_matAni;
D3DXMATRIXA16 g_matWorld;
D3DXMATRIXA16 g_matView;
D3DXMATRIXA16 g_matProj;
DWORD g_dwMouseX = 0; // 마우스의 좌표
DWORD g_dwMouseY = 0; // 마우스의 좌표
BOOL g_bBillboard = TRUE; // 빌보드처리를 할것인가?
BOOL g_bWireframe = FALSE; // 와이어프레임으로 그릴것인가?
ZCamera* g_pCamera = NULL; // Camera 클래스
ZWater* g_pWater = NULL;
/**-----------------------------------------------------------------------------
* Direct3D 초기화
*------------------------------------------------------------------------------
*/
HRESULT InitD3D( HWND hWnd )
{
// 디바이스를 생성하기위한 D3D객체 생성
if( NULL == ( g_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) )
return E_FAIL;
// 디바이스를 생성할 구조체
// 복잡한 오브젝트를 그릴것이기때문에, 이번에는 Z버퍼가 필요하다.
D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
ZeroMemory( &d3dpp, sizeof(d3dpp) );
d3dpp.Windowed = TRUE;
d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN;
d3dpp.EnableAutoDepthStencil = TRUE;
d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;
/// 디바이스 생성
if( FAILED( g_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
&d3dpp, &g_pd3dDevice ) ) )
{
return E_FAIL;
}
// 기본컬링, CCW
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW );
// Z버퍼기능을 켠다.
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ZENABLE, TRUE );
return S_OK;
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 행렬 설정
*------------------------------------------------------------------------------
*/
void InitMatrix()
{
/// 월드 행렬 설정
D3DXMatrixIdentity( &g_matWorld );
g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &g_matWorld );
/// 뷰 행렬을 설정
D3DXVECTOR3 vEyePt( 0.0f, 5.0f, (float)-3.0f );
D3DXVECTOR3 vLookatPt( 0.0f, 5.0f, 0.0f );
D3DXVECTOR3 vUpVec( 0.0f, 1.0f, 0.0f );
D3DXMatrixLookAtLH( &g_matView, &vEyePt, &vLookatPt, &vUpVec );
g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW, &g_matView );
/// 실제 프로젝션 행렬
D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &g_matProj, D3DX_PI/4, 1.0f, 1.0f, 1000.0f );
g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION, &g_matProj );
/// 프러스텀 컬링용 프로젝션 행렬
D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &g_matProj, D3DX_PI/4, 1.0f, 1.0f, 200.0f );
/// 카메라 초기화
g_pCamera->SetView( &vEyePt, &vLookatPt, &vUpVec );
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 기하정보 초기화
*------------------------------------------------------------------------------
*/
HRESULT InitGeometry()
{
InitMatrix();
// 빌보드로 사용할 텍스처 이미지
D3DXCreateTextureFromFile( g_pd3dDevice, "tree01S.dds", &g_pTexBillboard[0] );
D3DXCreateTextureFromFile( g_pd3dDevice, "tree02S.dds", &g_pTexBillboard[1] );
D3DXCreateTextureFromFile( g_pd3dDevice, "tree35S.dds", &g_pTexBillboard[2] );
D3DXCreateTextureFromFile( g_pd3dDevice, "ej.bmp", &g_pTexBillboard[3] );
// 최초의 마우스 위치 보관
POINT pt;
GetCursorPos( &pt );
g_dwMouseX = pt.x;
g_dwMouseY = pt.y;
return S_OK;
}
HRESULT InitObjects()
{
g_pLog = new ZFLog( ZF_LOG_TARGET_WINDOW );
g_pCamera = new ZCamera;
g_pWater = new ZWater;
g_pWater->Create( g_pd3dDevice, 64, 64, 100 );
return S_OK;
}
void DeleteObjects()
{
/// 등록된 클래스 소거
S_DEL( g_pWater );
S_DEL( g_pLog );
S_DEL( g_pCamera );
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 초기화 객체들 소거
*------------------------------------------------------------------------------
*/
VOID Cleanup()
{
for( int i = 0 ; i < 4 ; i++ ) S_REL( g_pTexBillboard[i] );
S_REL( g_pd3dDevice );
S_REL( g_pD3D );
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 광원 설정
*------------------------------------------------------------------------------
*/
VOID SetupLights()
{
/// 재질(material)설정
/// 재질은 디바이스에 단 하나만 설정될 수 있다.
D3DMATERIAL9 mtrl;
ZeroMemory( &mtrl, sizeof(D3DMATERIAL9) );
mtrl.Diffuse.r = mtrl.Ambient.r = 1.0f;
mtrl.Diffuse.g = mtrl.Ambient.g = 1.0f;
mtrl.Diffuse.b = mtrl.Ambient.b = 1.0f;
mtrl.Diffuse.a = mtrl.Ambient.a = 1.0f;
g_pd3dDevice->SetMaterial( &mtrl );
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, FALSE ); /// 광원설정을 켠다
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_AMBIENT, 0xffffffff ); /// 환경광원(ambient light)의 값 설정
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* Status정보 출력
*------------------------------------------------------------------------------
*/
void LogStatus( void )
{
g_pLog->Log( "Wireframe:%d", g_bWireframe );
g_pLog->Log( "BillBoard:%d", g_bBillboard );
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* FPS(Frame Per Second)출력
*------------------------------------------------------------------------------
*/
void LogFPS(void)
{
static DWORD nTick = 0;
static DWORD nFPS = 0;
/// 1초가 지났는가?
if( GetTickCount() - nTick > 1000 )
{
nTick = GetTickCount();
/// FPS값 출력
g_pLog->Log("FPS:%d", nFPS );
nFPS = 0;
LogStatus(); /// 상태정보를 여기서 출력(1초에 한번)
return;
}
nFPS++;
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 마우스 입력 처리
*------------------------------------------------------------------------------
*/
void ProcessMouse( void )
{
POINT pt;
float fDelta = 0.001f; // 마우스의 민감도, 이 값이 커질수록 많이 움직인다.
GetCursorPos( &pt );
int dx = pt.x - g_dwMouseX; // 마우스의 변화값
int dy = pt.y - g_dwMouseY; // 마우스의 변화값
g_pCamera->RotateLocalX( dy * fDelta ); // 마우스의 Y축 회전값은 3D world의 X축 회전값
g_pCamera->RotateLocalY( dx * fDelta ); // 마우스의 X축 회전값은 3D world의 Y축 회전값
D3DXMATRIXA16* pmatView = g_pCamera->GetViewMatrix(); // 카메라 행렬을 얻는다.
g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW, pmatView ); // 카메라 행렬 셋팅
// 마우스를 윈도우의 중앙으로 초기화
// SetCursor( NULL ); // 마우스를 나타나지 않게 않다.
RECT rc;
GetClientRect( g_hwnd, &rc );
pt.x = (rc.right - rc.left) / 2;
pt.y = (rc.bottom - rc.top) / 2;
ClientToScreen( g_hwnd, &pt );
SetCursorPos( pt.x, pt.y );
g_dwMouseX = pt.x;
g_dwMouseY = pt.y;
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 키보드 입력 처리
*------------------------------------------------------------------------------
*/
void ProcessKey( void )
{
if( GetAsyncKeyState( 'A' ) ) g_pCamera->MoveLocalZ( 0.5f ); // 카메라 전진!
if( GetAsyncKeyState( 'Z' ) ) g_pCamera->MoveLocalZ( -0.5f ); // 카메라 후진!
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 입력 처리
*------------------------------------------------------------------------------
*/
void ProcessInputs( void )
{
ProcessMouse();
ProcessKey();
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 애니메이션 설정
*------------------------------------------------------------------------------
*/
VOID Animate()
{
D3DXMatrixIdentity( &g_matAni );
SetupLights();
ProcessInputs();
LogFPS();
}
void DrawBillboard()
{
// 알파채널을 사용해서 투명텍스처 효과를 낸다
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ALPHABLENDENABLE, TRUE );
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_SRCBLEND, D3DBLEND_SRCALPHA );
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_DESTBLEND, D3DBLEND_INVSRCALPHA );
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ALPHATESTENABLE, TRUE );
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ALPHAREF, 0x08 );
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ALPHAFUNC, D3DCMP_GREATEREQUAL );
struct MYVERTEX
{
enum { FVF = D3DFVF_XYZ | D3DFVF_TEX1 };
float px, py, pz;
float tu, tv;
};
// 빌보드 정점
MYVERTEX vtx[4] =
{
{ -1, 0, 0, 0, 1 },
{ -1, 4, 0, 0, 0 },
{ 1, 0, 0, 1, 1 },
{ 1, 4, 0, 1, 0 }
};
D3DXMATRIXA16 matBillboard;
D3DXMatrixIdentity( &matBillboard );
D3DXMatrixIdentity : 단위행렬로 행렬생성
// 0번 텍스처에 빌보드 텍스처를 올린다
g_pd3dDevice->SetTexture( 1, NULL );
g_pd3dDevice->SetFVF( MYVERTEX::FVF );
if( g_bBillboard )
{
// Y축 회전행렬은 _11, _13, _31, _33번 행렬에 회전값이 들어간다
// 카메라의 Y축 회전행렬값을 읽어서 역행렬을 만들면 X,Z축이 고정된
// Y축 회전 빌보드 행렬을 만들수 있다
matBillboard._11 = g_pCamera->GetViewMatrix()->_11;
matBillboard._13 = g_pCamera->GetViewMatrix()->_13;
matBillboard._31 = g_pCamera->GetViewMatrix()->_31;
matBillboard._33 = g_pCamera->GetViewMatrix()->_33;
D3DXMatrixInverse( &matBillboard, NULL, &matBillboard );
}
이 생성된 단위행렬에 Y축 회전 행렬 성분을 읽어온다.
Y축 회전행렬
[cos세타 0 -sin세타 0 ]
[ 0 1 0 0 ]
[sin세타 0 cos세타 0 ]
[ 0 0 0 1 ]
11, 13, 31, 33번 행렬에 회전값이 들어가는 행렬
이 행렬값을 역행렬로 만들면 Y축 회전 빌보드가 만들어지는 것이다.
// 빌보드의 좌표를 바꿔가며 찍는다 : 빌보드의 개수 40개
for( int z = 0 ; z <= 40 ; z += 5 )
{
for( int x = 0 ; x <= 40 ; x += 5 )
{
matBillboard._41 = x - 20;
matBillboard._42 = 0;
matBillboard._43 = z - 20;
g_pd3dDevice->SetTexture( 0, g_pTexBillboard[(x+z)%4] );
g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &matBillboard );
g_pd3dDevice->DrawPrimitiveUP( D3DPT_TRIANGLESTRIP, 2, vtx, sizeof(MYVERTEX) );
}
}
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_ALPHATESTENABLE, FALSE );
g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &g_matWorld );
이 만들어진 빌보드 행렬을 변환행렬로 하여 메시를 출력하면 된다!
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 화면 그리기
*------------------------------------------------------------------------------
*/
VOID Render()
{
/// 후면버퍼와 Z버퍼 초기화
g_pd3dDevice->Clear( 0, NULL, D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(200,200,200), 1.0f, 0 );
g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_FILLMODE, g_bWireframe ? D3DFILL_WIREFRAME : D3DFILL_SOLID );
/// 애니메이션 행렬설정
Animate();
/// 렌더링 시작
if( SUCCEEDED( g_pd3dDevice->BeginScene() ) )
{
g_pWater->Draw();
DrawBillboard();
/// 렌더링 종료
g_pd3dDevice->EndScene();
}
/// 후면버퍼를 보이는 화면으로!
g_pd3dDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL );
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 윈도우 프로시져
*------------------------------------------------------------------------------
*/
LRESULT WINAPI MsgProc( HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
switch( msg )
{
case WM_DESTROY :
Cleanup();
PostQuitMessage( 0 );
return 0;
case WM_KEYDOWN :
switch( wParam )
{
case VK_ESCAPE :
PostMessage( hWnd, WM_DESTROY, 0, 0L );
break;
case '1' :
g_bWireframe = !g_bWireframe;
break;
case '2' :
g_bBillboard = !g_bBillboard;
break;
}
break;
}
return DefWindowProc( hWnd, msg, wParam, lParam );
}
/**-----------------------------------------------------------------------------
* 프로그램 시작점
*------------------------------------------------------------------------------
*/
INT WINAPI WinMain( HINSTANCE hInst, HINSTANCE, LPSTR, INT )
{
/// 윈도우 클래스 등록
WNDCLASSEX wc = { sizeof(WNDCLASSEX), CS_CLASSDC, MsgProc, 0L, 0L,
GetModuleHandle(NULL), NULL, NULL, NULL, NULL,
"BasicFrame", NULL };
RegisterClassEx( &wc );
/// 윈도우 생성
HWND hWnd = CreateWindow( "BasicFrame", WINDOW_TITLE,
WS_OVERLAPPEDWINDOW, 100, 100, WINDOW_W, WINDOW_H,
GetDesktopWindow(), NULL, wc.hInstance, NULL );
g_hwnd = hWnd;
srand( GetTickCount() );
/// Direct3D 초기화
if( SUCCEEDED( InitD3D( hWnd ) ) )
{
if( SUCCEEDED( InitObjects() ) )
{
if( SUCCEEDED( InitGeometry() ) )
{
/// 윈도우 출력
ShowWindow( hWnd, SW_SHOWDEFAULT );
UpdateWindow( hWnd );
/// 메시지 루프
MSG msg;
ZeroMemory( &msg, sizeof(msg) );
while( msg.message!=WM_QUIT )
{
/// 메시지큐에 메시지가 있으면 메시지 처리
if( PeekMessage( &msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE ) )
{
TranslateMessage( &msg );
DispatchMessage( &msg );
}
else
/// 처리할 메시지가 없으면 Render()함수 호출
Render();
}
}
}
}
DeleteObjects();
UnregisterClass( "BasicFrame", wc.hInstance );
return 0;
}
그래서 출력을하면!
빌보드의 형태로 메시가 카메라를 바라보고 있는 형태로 출력된다.
- 스크린샷을 하지 못한 점 양해 부탁드려요
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