D3D Tutorial 06: Meshes

/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	\brief 메시 사용
 *	파일: 소스.cpp
 *
 *	설명: 보다 멋진 기하 정보를 출력하기 위해서는 전문적인 3D모델러가 만든 모델을
 *		  파일로 읽어들이는 것이 일반적이다. 다행스럽게도 D3DX에는 강력한 X파일
 *		  처리 기능이 있어서 정점 버퍼, 인덱스 버퍼 생성 등의 많은 부분을 대신해 준다.
 *		  이번 예제는 D3DXMESH를 이용하여 파일을 읽어서 이 파일과 연관된 재질과
 *		  텍스처를 함께 사용하는 것을 알아보자.
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */
#include <Windows.h>
#include <mmsystem.h>
#include <d3dx9.h>
/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	전역 변수
 *	메시를 사용하기 위한 인터페이스 선언, 메시에서 사용할 재질과 텍스처를 위한 인터페이스 선언
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */
LPDIRECT3D9		g_pD3D = NULL; /// D3D 디바이스를 생성할 D3D 객체 변수
LPDIRECT3DDEVICE9	g_pd3dDevice = NULL; /// 렌더링에 사용될 D3D 디바이스
LPD3DXMESH		g_pMesh = NULL; // 메시 객체
D3DMATERIAL9*	g_pMeshMaterials = NULL; // 메시에서 사용할 재질
LPDIRECT3DTEXTURE9*	g_pMeshTextures = NULL; // 메시에서 사용할 텍스처
DWORD			g_dwNumMaterials = 0L; // 메시에서 사용중인 재질의 개수

/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	Direct3D 초기화
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */

HRESULT InitD3D(HWND hWnd)
{
	/// 디바이스를 생성하기 위한 D3D 객체 생성
	if (NULL == (g_pD3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION)))
		return E_FAIL;

	/// 디바이스를 생성할 구조체
	/// 복잡한 오브젝트를 그릴 것이므로 이번에는 Z버퍼가 필요하다.
	D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp; // 디바이스 생성을 위한 구조체
	// 반드시 ZeroMemory() 함수로 미리 구조체를 깨끗이 지워야 한다.
	ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
	d3dpp.Windowed = TRUE; // 창모드로 생성
	d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD; // 가장 효율적인 SWAP 효과
	d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN; // 현재 바탕화면 모드에 맞춰서 후면 버퍼 생성
	d3dpp.EnableAutoDepthStencil = TRUE; // Direct3D에서 프로그램의 깊이 버퍼를 관리하게 한다
	d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16; // 깊이/스텐실 버퍼의 포맷

	/// 디바이스 생성
	if (FAILED(g_pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &d3dpp, &g_pd3dDevice)))
		return E_FAIL;

	/// Z버퍼 기능을 켠다.
	g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_ZENABLE, TRUE);

	/// 주변 광원값을 최대 밝기로
	g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_AMBIENT, 0xffffffff);

	return S_OK;
}

/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	기하 정보 초기화
 *	메시 읽기, 재질과 텍스처 배열 생성
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */
HRESULT InitGeometry()
{
	/// 재질을 임시로 보관할 버퍼 선언
	LPD3DXBUFFER pD3DXMtrlBuffer;

	/// YD.X 파일을 메시로 읽어들인다. 이때 재질 정보도 함께 읽는다.
	if (FAILED(D3DXLoadMeshFromX("VD.X", D3DXMESH_SYSTEMMEM, g_pd3dDevice, NULL, &pD3DXMtrlBuffer, NULL,
								&g_dwNumMaterials, &g_pMesh)))
	{
		/// 현재 폴더에 파일이 없으면 상위폴더 검색
		if (FAILED(D3DXLoadMeshFromX("..\\VD.X", D3DXMESH_SYSTEMMEM, g_pd3dDevice, NULL, &pD3DXMtrlBuffer, NULL,
									&g_dwNumMaterials, &g_pMesh)))
		{
			MessageBox(NULL, "Could not find YD.X", "Meshes.exe", MB_OK);
			return E_FAIL;
		}
	}

	/// 재질 정보와 텍스처 정보를 따로 뽑아낸다.
	D3DXMATERIAL* d3dxMaterials = (D3DXMATERIAL*)pD3DXMtrlBuffer->GetBufferPointer();
	g_pMeshMaterials = new D3DMATERIAL9[g_dwNumMaterials];	/// 재질 개수만큼 재질 구조체 배열 생성
	g_pMeshTextures = new LPDIRECT3DTEXTURE9[g_dwNumMaterials];	// 재질 개수만큼 텍스처 배열 생성

	// 재질 개수만큼 루프를 돈다
	for (DWORD i=0; i<g_dwNumMaterials; i++)
	{
		/// 재질 정보 복사
		g_pMeshMaterials[i] = d3dxMaterials[i].MatD3D;

		/// 주변 광원 정보를 Diffuse 정보로, 재질용 주변광 색깔 설정(D3DX에서 직접 해주지 않음)
		g_pMeshMaterials[i].Ambient = g_pMeshMaterials[i].Diffuse;

		g_pMeshTextures[i] = NULL;
		if (d3dxMaterials[i].pTextureFilename != NULL && lstrlen(d3dxMaterials[i].pTextureFilename) > 0)
		{
			/// 텍스처를 파일에서 로드한다.
			if (FAILED(D3DXCreateTextureFromFile(g_pd3dDevice, d3dxMaterials[i].pTextureFilename, &g_pMeshTextures[i])))
			{
				/// 텍스처가 현재 폴더에 없으면 상위폴더 검색
				CONST TCHAR* strPrefix = TEXT("..\\");
				CONST INT lenPrefix = lstrlen(strPrefix);
				TCHAR strTexture[MAX_PATH];
				lstrcpyn(strTexture, strPrefix, MAX_PATH);
				lstrcpyn(strTexture + lenPrefix, d3dxMaterials[i].pTextureFilename, MAX_PATH - lenPrefix);
				if (FAILED(D3DXCreateTextureFromFile(g_pd3dDevice, strTexture, &g_pMeshTextures[i])))
				{
					MessageBox(NULL, "Could not find texture map", "Meshes.exe", MB_OK);
				}
			}
		}
	}

	/// 임시로 생성한 재질 버퍼 소거
	pD3DXMtrlBuffer->Release();
	return S_OK;
}

/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	초기화된 객체들 소거
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */
VOID Cleanup()
{
	// 반드시 생성 순서의 역순으로 해제를 해주어야 한다. Release는 객체를 해제/소거 하는 역할을 한다.
	if (g_pMeshMaterials != NULL) delete[] g_pMeshMaterials;

	if (g_pMeshTextures)
	{
		for (DWORD i=0; i<g_dwNumMaterials; i++)
		{
			if (g_pMeshTextures[i])
				g_pMeshTextures[i]->Release();
		}
		delete[] g_pMeshTextures;
	}
	if (g_pMesh != NULL) g_pMesh->Release();
	if (g_pd3dDevice != NULL) g_pd3dDevice->Release();
	if (g_pD3D != NULL) g_pD3D->Release();
}

/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	행렬 설정
 *	행렬은 세 개가 있고, 각각 월드, 뷰, 프로젝션 행렬이다.
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */
VOID SetupMatrices()
{
	/// 월드 행렬
	D3DXMATRIXA16 matWorld;
	D3DXMatrixRotationY(&matWorld, timeGetTime()/1000.0f); // Y축을 중심으로 회전행렬 생성
	// 생성한 회전 행렬을 월드 행렬로 디바이스에 설정
	// TnL(하드웨어 가속) 지원을 받기 위해 아래처럼 해준다.
	g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &matWorld);

	/// 뷰 행렬 설정
	// 뷰 행렬을 정의하기 위해서는 세 가지 값이 필요하다.
	// 1. 눈의 위치(0, 3.0, -5)
	D3DXVECTOR3 vEyePt(0.0f, 15.0f, 20.0f);
	// 2. 눈이 바라보는 위치(0, 0, 0)
	D3DXVECTOR3 vLookatPt(-3.0f, 10.0f, -5.0f);
	// 3. 천정 방향을 나타내는 상방벡터(0, 1, 0)
	D3DXVECTOR3 vUpVec(0.0f, 1.0f, 0.0f);
	D3DXMATRIXA16 matView;

	// D3DXMatrixLookAtLH: 카메라 변환 행렬 계산
	// matView: 변환 행렬이 들어갈 행렬 구조체
	// vEyePt: 카메라의 위치 월드 좌표
	// vLookatPt: 카메라가 바라보는 위치 월드 좌표
	// vUpVec: 카메라의 상방 로컬 벡터
	D3DXMatrixLookAtLH(&matView, &vEyePt, &vLookatPt, &vUpVec);
	// 1, 2, 3의 값으로 뷰 행렬 생성
	// 생성한 뷰 행렬을 디바이스에 설정, 카메라 변환 행렬 적용
	// SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView);
	g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView);

	/// 프로젝션 행렬 설정
	// 프로젝션 행렬을 정의하기 위해서는 시야각(FOV=Field Of View)과 종횡비(aspect ratio),
	// 클리핑 평면의 값이 필요하다.
	D3DXMATRIXA16 matProj;
	// D3DXMatrixPerspectiveFovLH: 투영 변환 행렬 계산
	// matProj : 값이 설정될 행렬
	// D3DX_PI/4 : FOV(D3DX_PI/4 = 45도)
	// 1.0f : 종횡비
	// 1.0f : 근접 클리핑 평면(near clipping plane)
	// 100.0f : 원거리 클리핑 평면(far clipping plane)
	D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&matProj, D3DX_PI/4, 1.0f, 1.0f, 100.0f);
	// 생성한 프로젝션 행렬을 디바이스에 설정, 투영 변환 행렬 적용
	g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj);
}

/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	화면 그리기
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */
VOID Render()
{
	/// 후면 버퍼와 Z버퍼를 지운다.
	g_pd3dDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(14, 14, 14), 1.0f, 0);

	/// 렌더링 시작, 폴리곤을 그리겠다고 D3D에게 알림(BeginScene).
	if (SUCCEEDED(g_pd3dDevice->BeginScene()))
	{
		/// 월드, 뷰, 프로젝션 행렬을 설정한다.
		SetupMatrices();

		/// 메시는 재질이 다른 메시별로 부분집합을 이루고 있다.
		/// 이들은 루프를 수행해서 모두 그려준다.
		for (DWORD i=0; i<g_dwNumMaterials; i++)
		{
			/// 부분집합 메시의 재질과 텍스처 설정
			g_pd3dDevice->SetMaterial(&g_pMeshMaterials[i]);
			g_pd3dDevice->SetTexture(0, g_pMeshTextures[i]);

			/// 부분집합 메시 출력
			g_pMesh->DrawSubset(i);
		}

		/// 렌더링 종료, 폴리곤을 다 그렸다고 D3D에게 알림(EndScene).
		g_pd3dDevice->EndScene();
	}

	/// 후면 버퍼를 보이는 화면으로! (화면에 나타나게 함. Present)
	g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
}

/**-----------------------------------------------------------------------------------
 *	윈도우 프로시저
 *------------------------------------------------------------------------------------
 */
LRESULT WINAPI MsgProc(HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	switch(msg)
	{
	case WM_DESTROY:
		Cleanup();
		PostQuitMessage(0);
		return 0;
	}

	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,
		"D3D Tutorial", NULL };
	RegisterClassEx(&wc);

	/// 윈도우 생성
	HWND hWnd = CreateWindow("D3D Tutorial", "D3D Tutorial 06: Meshes", WS_OVERLAPPEDWINDOW, 100, 100, 400, 400,
							GetDesktopWindow(), NULL, wc.hInstance, NULL);

	/// Direct3D 초기화
	if (SUCCEEDED(InitD3D(hWnd)))
	{
		/// 기하 정보 초기화
		if (SUCCEEDED(InitGeometry()))
		{
			/// 윈도우 출력
			ShowWindow(hWnd, SW_SHOWDEFAULT);
			UpdateWindow(hWnd);

			/// 메시지 루프
			MSG msg;
			ZeroMemory(&msg, sizeof(msg));
			while (msg.message != WM_QUIT)
			{
				// 메시지 큐에 메시지가 있으면 메시지 처리
				if (PeekMessage(&msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE))
				{
					TranslateMessage(&msg);
					DispatchMessage(&msg);
				}
				else
					// 처리할 메시지가 없으면 Render() 함수 호출
					Render();
			}
		}
	}

	// 등록된 클래스 소거
	UnregisterClass("D3D Tutorial", wc.hInstance);
	return 0;
}

결과: