09．光源の効果の利用

光源の効果を利用すると、描画されるモデルの面に陰影ができ、より立体感がでます。
08．で作成したモデルビューワに光源の効果を付加します。

プロジェクトを開く

08．で作成したモデルビューワプロジェクトを開きます。

ライトDirect3DRendererクラスを新規作成する

「メニュー／プロジェクト／クラスの追加」でクラス名「CDirect3DRendererLight」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：CDirect3DRendererLight
基本クラス：CDirect3DRendererPick
で完了ボタンを押します。

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モデルビューワレンダラクラスの親クラスの変更

ModelViewerRenderer.hの
#include "direct3drendererpick.h"
を
#include "direct3drendererlight.h"
に書き換えます。

CModelViewerRendererクラスの親クラス指定の
public CDirect3DRendererPick
を
public CDirect3DRendererLight
に書き換えます。

#pragma once //#include "direct3drendererpick.h" #include "direct3drendererlight.h" class CModelViewerRenderer : //public CDirect3DRendererPick public CDirect3DRendererLight { （・・・省略・・・）

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光源設定データ構造の作成

Direct3DRendererLight.h　に
M_PIの定義
と、
光源設定データ構造の定義
を追加します。

#pragma once #include "direct3drendererpick.h" #ifndef M_PI #define M_PI 3.1415926535897932384626433832795 #endif struct LIGHTSETTING { LIGHTSETTING() : m_bLightEnabled(false) { m_d3dlight9.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL; m_d3dlight9.Diffuse.r = 0.0; m_d3dlight9.Diffuse.g = 0.0; m_d3dlight9.Diffuse.b = 0.0; m_d3dlight9.Diffuse.a = 1.0; m_d3dlight9.Specular.r = 0.0; m_d3dlight9.Specular.g = 0.0; m_d3dlight9.Specular.b = 0.0; m_d3dlight9.Specular.a = 1.0; m_d3dlight9.Ambient.r = 0.0; m_d3dlight9.Ambient.g = 0.0; m_d3dlight9.Ambient.b = 0.0; m_d3dlight9.Ambient.a = 1.0; m_d3dlight9.Position.x = 0.0; m_d3dlight9.Position.y = 0.0; m_d3dlight9.Position.z = 1.0; m_d3dlight9.Direction.x = 0.0; m_d3dlight9.Direction.y = 0.0; m_d3dlight9.Direction.z = -1.0; m_d3dlight9.Range = 0; m_d3dlight9.Falloff = 0; m_d3dlight9.Attenuation0 = 1.0; m_d3dlight9.Attenuation1 = 0; m_d3dlight9.Attenuation2 = 0; m_d3dlight9.Theta = 0; m_d3dlight9.Phi = (float)M_PI; } bool m_bLightEnabled; D3DLIGHT9 m_d3dlight9; }; class CDirect3DRendererLight : public CDirect3DRendererTrack { public: CDirect3DRendererLight(void); ~CDirect3DRendererLight(void); };

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メンバ変数、メンバ関数の宣言の追加

Direct3DRendererLight.h のライト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 CDirect3DRendererLight : public CDirect3DRendererPick { public: CDirect3DRendererLight(void); ~CDirect3DRendererLight(void); // メンバ変数 private: LIGHTSETTING m_aLightSetting[4]; // メンバ関数 private: bool SetupLight(); };

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メンバ変数の初期化

Direct3DRendererLight.cpp のライト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。

CDirect3DRendererLight::CDirect3DRendererLight(void) { m_aLightSetting[0].m_bLightEnabled = true; m_aLightSetting[0].m_d3dlight9.Diffuse.r = 1.0f; m_aLightSetting[0].m_d3dlight9.Diffuse.g = 1.0f; m_aLightSetting[0].m_d3dlight9.Diffuse.b = 1.0f; m_aLightSetting[0].m_d3dlight9.Specular.r = 0.2f; m_aLightSetting[0].m_d3dlight9.Specular.g = 0.2f; m_aLightSetting[0].m_d3dlight9.Specular.b = 0.2f; m_aLightSetting[1].m_bLightEnabled = true; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Direction.x = 0.0; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Direction.y = 0.0; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Direction.z = 1.0; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Diffuse.r = 1.0f; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Diffuse.g = 1.0f; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Diffuse.b = 1.0f; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Specular.r = 0.2f; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Specular.g = 0.2f; m_aLightSetting[1].m_d3dlight9.Specular.b = 0.2f; }

メンバ関数の定義の追加

Direct3DRendererLight.cpp の末尾にメンバ関数の定義を追加します。

bool CDirect3DRendererLight::SetupLight() { for( int nIndexLight = 0; nIndexLight < 4; nIndexLight++ ) { if( m_aLightSetting[nIndexLight].m_bLightEnabled ) { m_pD3DDevice->LightEnable( nIndexLight, TRUE ); m_pD3DDevice->SetLight( nIndexLight, &m_aLightSetting[nIndexLight].m_d3dlight9 ); } else { m_pD3DDevice->LightEnable( nIndexLight, FALSE ); } } return true; }

Direct3DRendererBase.h のベースDirect3Dレンダラクラスのメンバ関数
SetupLight
をprotected関数、さらにvirtual関数とします。

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

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頂点データ構造に法線ベクトルデータの追加

面が光源の効果を正しく受けるためには、頂点法線ベクトルを設定する必要があります。
CVertexクラスに法線ベクトルデータを追加します。
ModelDataStructure.h　の D3DFVF_CUSTOMVERTEXの定義およびCVertexクラス定義を以下のようにします。

// // ModelDataStructure.h // （・・・省略・・・） //#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ) #define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL) （・・・省略・・・） class CVertex { public: CVertex( float x = 0.0, float y = 0.0, float z = 0.0, float nx = 0.0, float ny = 0.0, float nz = 0.0 ) : point( x, y, z ), vector( nx, ny, nz ) {} CPoint point; CVector vector; };

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モデルデータファイル読み込み処理に頂点法線ベクトル設定処理の追加

面が光源の効果を正しく受けるためには、頂点法線ベクトルを設定する必要があります。
モデルデータ読み込み処理に頂点法線ベクトル設定処理を追加します。
LoadStlFile.cppに
#include <math.h>
を追加し、
LoadStlFile関数に
"endfacet"時に頂点法線ベクトル設定をする処理
を追加します。

// // LoadStlFile.cpp // #include "stdafx.h" #include <math.h> #include "ModelDataStructure.h" #define READSTRINGBUFFERLEN 256 bool LoadStlFile( const char* pszFileName, CModel& model ) { （・・・省略・・・） else if( 0 == _stricmp( pszToken, "endfacet" ) ) { CVertex* pVertex0 = &model.vVertex[ model.vIndexedTriangle[uiIndexTriangle].ui3IndexVertex[0] ]; CVertex* pVertex1 = &model.vVertex[ model.vIndexedTriangle[uiIndexTriangle].ui3IndexVertex[1] ]; CVertex* pVertex2 = &model.vVertex[ model.vIndexedTriangle[uiIndexTriangle].ui3IndexVertex[2] ]; float f3Vector01[3] = { pVertex1->point.x - pVertex0->point.x, pVertex1->point.y - pVertex0->point.y, pVertex1->point.z - pVertex0->point.z, }; float f3Vector12[3] = { pVertex2->point.x - pVertex1->point.x, pVertex2->point.y - pVertex1->point.y, pVertex2->point.z - pVertex1->point.z, }; float f3NormalVector[3] = { f3Vector01[1] * f3Vector12[2] - f3Vector01[2] * f3Vector12[1], f3Vector01[2] * f3Vector12[0] - f3Vector01[0] * f3Vector12[2], f3Vector01[0] * f3Vector12[1] - f3Vector01[1] * f3Vector12[0] }; float f3LengthNormalVector = sqrt( f3NormalVector[0] * f3NormalVector[0] + f3NormalVector[1] * f3NormalVector[1] + f3NormalVector[2] * f3NormalVector[2] ); if( 0 < f3LengthNormalVector ) { f3NormalVector[0] /= f3LengthNormalVector; f3NormalVector[1] /= f3LengthNormalVector; f3NormalVector[2] /= f3LengthNormalVector; pVertex0->vector.x = f3NormalVector[0]; pVertex1->vector.x = f3NormalVector[0]; pVertex2->vector.x = f3NormalVector[0]; pVertex0->vector.y = f3NormalVector[1]; pVertex1->vector.y = f3NormalVector[1]; pVertex2->vector.y = f3NormalVector[1]; pVertex0->vector.z = f3NormalVector[2]; pVertex1->vector.z = f3NormalVector[2]; pVertex2->vector.z = f3NormalVector[2]; } uiIndexTriangle++; continue; } （・・・省略・・・）

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RenderSceneの編集

描画処理を光源の効果を使用した処理に変更します。
面が光源の効果を正しく受けるためには、面のマテリアルの設定を、Emissiveではなく、Ambient,Diffuse,Specularによって定義する必要があります。

ModelViewerRenderer.cpp のRenderScene関数の
mtrlFace.Emissive = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 );
をコメントアウトし、
mtrlFace.Ambient = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 );
mtrlFace.Diffuse = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 );
mtrlFace.Specular = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 );
を追加します。

bool CModelViewerRenderer::RenderScene() { （・・・省略・・・） D3DMATERIAL9 mtrlFace; memset( &mtrlFace, 0, sizeof(D3DMATERIAL9) ); //mtrlFace.Emissive = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 ); mtrlFace.Ambient = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 ); mtrlFace.Diffuse = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 ); mtrlFace.Specular = D3DXCOLOR( 0.5, 0.5, 0.0, 1.0 ); （・・・省略・・・）

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実行

モデルの面の明るさに差があり、立体感があります。

ModelData01.stlファイルの読み込み

ダウンロード

実行形式ファイルダウンロード (ModelViewerDirect3DWinAPI2008_09_exe.lzh)

ソースファイルダウンロード (ModelViewerDirect3DWinAPI2008_09_src.lzh)