DirectX11 Tutorial 20: 범프 매핑

원문: http://rastertek.com/dx11tut20.html

이번 튜토리얼에서는 HLSL과 C++를 이용하여 범프 매핑(bump mapping)을 하는 방법을 다룰 것입니다. 튜토리얼의 코드는 이전 튜토리얼에서 이어집니다.

사실 범프 매핑의 올바른 명칭은 노멀 매핑(normal mapping)입니다. 그 이유는 범프 매핑을 하기 위해서는 노멀 맵(normal map)이라는 특별한 텍스쳐를 사용하기 때문인데, 노멀 맵은 표면의 법선(normal)을 구하기 위한 참조 테이블로서 사용됩니다.

(역자주: 범프 매핑에는 노멀 매핑 이외에도 여러 방법이 있지만, 여기서는 그 중에서 가장 간단하고 자주 사용되는 노멀 매핑을 다룹니다)

예제로 사용할 텍스쳐는 다음과 같습니다.

위의 그림에 대응되는 노멀 맵은 다음과 같습니다.

노멀 맵을 사용하여 각 픽셀에서의 빛의 방향을 계산하면 다음과 같은 울퉁불퉁한 느낌의 텍스쳐를 얻게 됩니다.

단지 하나의 평면일 뿐이지만 딱 봐도 느낄 수 있는 것처럼 표현이 대단히 사실적인 데다가 같은 결과를 얻기 위해 많은 폴리곤들을 사용하는 것보다 비용이 훨씬 적게 듭니다.

노멀 맵을 만들기 위해서는 대개 이미 만들어진 3D 모델을 노멀 맵으로 바꾸어주는 툴을 사용합니다. 물론 2D 텍스쳐만 가지고도 괜찮은 노멀 맵을 만들어주는 툴이 있기는 하지만 전자의 것보다는 퀄리티가 떨어집니다.

노멀 맵을 만들어주는 툴은 x, y, z좌표를 가지고 해당 픽셀의 red, green, blue 값으로 넣게 되는데, 각 색상은 해당 픽셀에 있게 될 법선의 각도를 표현합니다. 도형의 법선은 여전히 이전과 같이 계산되지만 다른 두 종류의 법선을 계산하기 위해서는 정점과 텍스쳐 좌표의 정보가 필요합니다. 그 다른 두 법선은 각각 탄젠트 법선(tangent)과 종법선(binormal)이라고 합니다.

(역자주: 이 범프 매핑은 탄젠트 공간상의 법선을 노멀 맵에 저장합니다. 따라서 탄젠트 공간에 대한 설명이 필요한데 간단히 말하자면 탄젠트 공간은 normal이 항상 z축이 되는 공간입니다. 나머지 tangent축와 binormal축은 언제나 normal과 수직이며, tangent와 binormal끼리는 수직일 필요는 없습니다. 결국 tangent와 binormal은 같은 평면 위에 존재하는 축입니다.) 아래 그림은 각 법선들의 방향을 보여줍니다.

법선은 언제나 보는 사람을 향해 뻗어 나갑니다. tangent와 binormal은 폴리곤 평면과 평행한데 tangent는 x축을, binormal은 y축 방향으로 표현됩니다. 이 두 법선은 노멀 맵 텍스쳐의 uv 좌표계에 바로 대응되는데, u좌표가 tangent, v좌표가 binormal이 됩니다.

binormal과 tangent벡터를 구하기 위해서는 폴리곤의 법선과 텍스쳐 좌표를 이용한 몇 가지 계산을 미리 해야 합니다. 하지만 이 연산은 부동소수점 연산이 많아 비용이 많이 들기 때문에 셰이더에서 하면 안됩니다. 대신에 C++코드를 보면 모델을 불러올 때 이 연산을 하는 부분을 볼 수 있을 것입니다. 또한 범프 맵 효과를 많은 폴리곤으로 이루어진 모델에 적용하려고 할 때에도 서로 다른 법선들을 미리 계산해서 저장해 두는 것이 가장 좋습니다. 일단 tangent와 binormal을 계산했다면 다음 공식과 노멀 맵을 이용하여 변환된 법선을 구합니다.

bumpNormal = normal + bumpMap.x*tangent + bumpMap.y*binormal;

해당 픽셀의 노멀을 구했다면 빛의 방향과 계산하고 텍스쳐 색상을 곱해 최종 결과를 도출해 낼 수 있습니다.

프레임워크

이 튜토리얼의 프레임워크 구조는 다음과 같습니다. 새로운 클래스는 BumpMapShaderClass뿐입니다.

우선 범프맵 HLSL 셰이더 코드부터 시작해 보겠습니다.

Bumpmap.vs

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: bumpmap.vs
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


/////////////
// GLOBALS //
/////////////
cbuffer MatrixBuffer
{
    matrix worldMatrix;
    matrix viewMatrix;
    matrix projectionMatrix;
};

범프맵 계산을 위하여 VertexInputType와 PixelInputType에 tangent와 binormal 필드를 추가합니다.

//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct VertexInputType
{
    float4 position : POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float3 tangent : TANGENT;
    float3 binormal : BINORMAL;
};

struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float3 tangent : TANGENT;
    float3 binormal : BINORMAL;
};


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Vertex Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
PixelInputType BumpMapVertexShader(VertexInputType input)
{
    PixelInputType output;
    

    // Change the position vector to be 4 units for proper matrix calculations.
    input.position.w = 1.0f;

    // Calculate the position of the vertex against the world, view, and projection matrices.
    output.position = mul(input.position, worldMatrix);
    output.position = mul(output.position, viewMatrix);
    output.position = mul(output.position, projectionMatrix);
    
    // Store the texture coordinates for the pixel shader.
    output.tex = input.tex;
    
    // Calculate the normal vector against the world matrix only and then normalize the final value.
    output.normal = mul(input.normal, (float3x3)worldMatrix);
    output.normal = normalize(output.normal);

법선 벡터처럼 입력된 tangent와 binormal을 월드 행렬과 곱한 뒤 정규화합니다.

    // Calculate the tangent vector against the world matrix only and then normalize the final value.
    output.tangent = mul(input.tangent, (float3x3)worldMatrix);
    output.tangent = normalize(output.tangent);

    // Calculate the binormal vector against the world matrix only and then normalize the final value.
    output.binormal = mul(input.binormal, (float3x3)worldMatrix);
    output.binormal = normalize(output.binormal);

    return output;
}

Bumpmap.ps

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: bumpmap.ps
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


/////////////
// GLOBALS //
/////////////

범프 맵 셰이더는 두 종류의 텍스쳐를 배열로 받아들이는데, 배열의 첫 번째 것은 색상 텍스쳐이고, 두 번째 것은 노멀 맵입니다.

Texture2D shaderTextures[2];
SamplerState SampleType;

다른 조명 셰이더들처럼 조명 계산에 빛의 방향과 색상이 필요합니다.

cbuffer LightBuffer
{
    float4 diffuseColor;
    float3 lightDirection;
};


//////////////
// TYPEDEFS //
//////////////
struct PixelInputType
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 tex : TEXCOORD0;
    float3 normal : NORMAL;
    float3 tangent : TANGENT;
    float3 binormal : BINORMAL;
};

픽셀 셰이더는 앞서 말했던 것처럼 동작시키기 위해서 코드 몇 줄을 추가합니다. 우선 색상 텍스쳐와 노멀 맵에서 픽셀값을 샘플링합니다. 그리고 노멀 맵의 값에 2를 곱하고 1을 빼서 -1.0~1.0 범위가 되게 합니다. 이렇게 하는 이유는 샘플링된 값이 0~1.0 사이의 값인데 이 범위는 범프맵 연산을 위한 범위의 반쪽밖에 되지 않기 때문입니다. 그 다음에는 위에 썼던 공식을 활용하여 변환된 법선을 계산합니다. 이 변환된 법선은 정규화되어 나중에 빛의 방향과의 내적으로 빛의 밝기를 계산할 때 쓰입니다. 픽셀의 빛의 밝기가 구해졌다면 범프 매핑은 끝났습니다. 남은 일은 빛의 강도와 빛의 색상, 텍스쳐 색상을 곱하여 픽셀의 최종 색상을 구하는 것뿐입니다.

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Pixel Shader
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float4 BumpMapPixelShader(PixelInputType input) : SV_TARGET
{
    float4 textureColor;
    float4 bumpMap;
    float3 bumpNormal;
    float3 lightDir;
    float lightIntensity;
    float4 color;


    // Sample the texture pixel at this location.
    textureColor = shaderTextures[0].Sample(SampleType, input.tex);
	
    // Sample the pixel in the bump map.
    bumpMap = shaderTextures[1].Sample(SampleType, input.tex);

    // Expand the range of the normal value from (0, +1) to (-1, +1).
    bumpMap = (bumpMap * 2.0f) - 1.0f;

    // Calculate the normal from the data in the bump map.
    bumpNormal = input.normal + bumpMap.x * input.tangent + bumpMap.y * input.binormal;
	
    // Normalize the resulting bump normal.
    bumpNormal = normalize(bumpNormal);

    // Invert the light direction for calculations.
    lightDir = -lightDirection;

    // Calculate the amount of light on this pixel based on the bump map normal value.
    lightIntensity = saturate(dot(bumpNormal, lightDir));

    // Determine the final diffuse color based on the diffuse color and the amount of light intensity.
    color = saturate(diffuseColor * lightIntensity);

    // Combine the final bump light color with the texture color.
    color = color * textureColor;
	
    return color;
}

Bumpmapshaderclass.h

BumpMapShaderClass 클래스는 이전 튜토리얼들의 셰이더 클래스를 변형한 것입니다.

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: bumpmapshaderclass.h
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef _BUMPMAPSHADERCLASS_H_
#define _BUMPMAPSHADERCLASS_H_


//////////////
// INCLUDES //
//////////////
#include <d3d11.h>
#include <d3dx10math.h>
#include <d3dx11async.h>
#include <fstream>
using namespace std;


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Class name: BumpMapShaderClass
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class BumpMapShaderClass
{
private:
	struct MatrixBufferType
	{
		D3DXMATRIX world;
		D3DXMATRIX view;
		D3DXMATRIX projection;
	};

	struct LightBufferType
	{
		D3DXVECTOR4 diffuseColor;
		D3DXVECTOR3 lightDirection;
		float padding;
	};

public:
	BumpMapShaderClass();
	BumpMapShaderClass(const BumpMapShaderClass&);
	~BumpMapShaderClass();

	bool Initialize(ID3D11Device*, HWND);
	void Shutdown();
	bool Render(ID3D11DeviceContext*, int, D3DXMATRIX, D3DXMATRIX, D3DXMATRIX, ID3D11ShaderResourceView**, D3DXVECTOR3, 
		    D3DXVECTOR4);

private:
	bool InitializeShader(ID3D11Device*, HWND, WCHAR*, WCHAR*);
	void ShutdownShader();
	void OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob*, HWND, WCHAR*);

	bool SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext*, D3DXMATRIX, D3DXMATRIX, D3DXMATRIX, ID3D11ShaderResourceView**, D3DXVECTOR3, 
				 D3DXVECTOR4);
	void RenderShader(ID3D11DeviceContext*, int);

private:
	ID3D11VertexShader* m_vertexShader;
	ID3D11PixelShader* m_pixelShader;
	ID3D11InputLayout* m_layout;
	ID3D11Buffer* m_matrixBuffer;
	ID3D11SamplerState* m_sampleState;

범프맵 셰이더는 빛의 방향과 색상을 저장할 상수 버퍼가 필요합니다.

	ID3D11Buffer* m_lightBuffer;
};

#endif

Bumpmapshaderclass.cpp

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: bumpmapshaderclass.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "bumpmapshaderclass.h"

생성자는 모든 포인터들을 null로 초기화합니다.

BumpMapShaderClass::BumpMapShaderClass()
{
	m_vertexShader = 0;
	m_pixelShader = 0;
	m_layout = 0;
	m_matrixBuffer = 0;
	m_sampleState = 0;
	m_lightBuffer = 0;
}


BumpMapShaderClass::BumpMapShaderClass(const BumpMapShaderClass& other)
{
}


BumpMapShaderClass::~BumpMapShaderClass()
{
}

Initialize 함수는 범프맵 HLSL 파일들을 로드합니다.

bool BumpMapShaderClass::Initialize(ID3D11Device* device, HWND hwnd)
{
	bool result;


	// Initialize the vertex and pixel shaders.
	result = InitializeShader(device, hwnd, L"../Engine/bumpmap.vs", L"../Engine/bumpmap.ps");
	if(!result)
	{
		return false;
	}

	return true;
}

Shutdown 함수는 셰이더 효과를 해제합니다.

void BumpMapShaderClass::Shutdown()
{
	// Shutdown the vertex and pixel shaders as well as the related objects.
	ShutdownShader();

	return;
}

Render 함수는 셰이더 인자들을 설정하고 나서 범프맵 셰이더를 이용한 모델 렌더링을 수행합니다.

bool BumpMapShaderClass::Render(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount, D3DXMATRIX worldMatrix, D3DXMATRIX viewMatrix, 
				D3DXMATRIX projectionMatrix, ID3D11ShaderResourceView** textureArray, D3DXVECTOR3 lightDirection,
				D3DXVECTOR4 diffuseColor)
{
	bool result;


	// Set the shader parameters that it will use for rendering.
	result = SetShaderParameters(deviceContext, worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, textureArray, lightDirection, 
				     diffuseColor);
	if(!result)
	{
		return false;
	}

	// Now render the prepared buffers with the shader.
	RenderShader(deviceContext, indexCount);

	return true;
}

InitializeShader 함수는 범프맵 셰이더를 설정합니다.

bool BumpMapShaderClass::InitializeShader(ID3D11Device* device, HWND hwnd, WCHAR* vsFilename, WCHAR* psFilename)
{
	HRESULT result;
	ID3D10Blob* errorMessage;
	ID3D10Blob* vertexShaderBuffer;
	ID3D10Blob* pixelShaderBuffer;

tangent와 binormal을 넣기 위해서 polygonLayout은 5개의 인자를 받습니다.

	D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC polygonLayout[5];
	unsigned int numElements;
	D3D11_BUFFER_DESC matrixBufferDesc;
	D3D11_SAMPLER_DESC samplerDesc;
	D3D11_BUFFER_DESC lightBufferDesc;


	// Initialize the pointers this function will use to null.
	errorMessage = 0;
	vertexShaderBuffer = 0;
	pixelShaderBuffer = 0;

범프맵 정점 셰이더를 로드합니다.

	// Compile the vertex shader code.
	result = D3DX11CompileFromFile(vsFilename, NULL, NULL, "BumpMapVertexShader", "vs_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 
				       0, NULL, &vertexShaderBuffer, &errorMessage, NULL);
	if(FAILED(result))
	{
		// If the shader failed to compile it should have writen something to the error message.
		if(errorMessage)
		{
			OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, vsFilename);
		}
		// If there was  nothing in the error message then it simply could not find the shader file itself.
		else
		{
			MessageBox(hwnd, vsFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
		}

		return false;
	}

범프맵 픽셀 셰이더를 로드합니다.

	// Compile the pixel shader code.
	result = D3DX11CompileFromFile(psFilename, NULL, NULL, "BumpMapPixelShader", "ps_5_0", D3D10_SHADER_ENABLE_STRICTNESS, 
				       0, NULL, &pixelShaderBuffer, &errorMessage, NULL);
	if(FAILED(result))
	{
		// If the shader failed to compile it should have writen something to the error message.
		if(errorMessage)
		{
			OutputShaderErrorMessage(errorMessage, hwnd, psFilename);
		}
		// If there was  nothing in the error message then it simply could not find the file itself.
		else
		{
			MessageBox(hwnd, psFilename, L"Missing Shader File", MB_OK);
		}

		return false;
	}

	// Create the vertex shader from the buffer.
	result = device->CreateVertexShader(vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL, 
					    &m_vertexShader);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Create the vertex shader from the buffer.
	result = device->CreatePixelShader(pixelShaderBuffer->GetBufferPointer(), pixelShaderBuffer->GetBufferSize(), NULL, 
					   &m_pixelShader);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Create the vertex input layout description.
	// This setup needs to match the VertexType stucture in the ModelClass and in the shader.
	polygonLayout[0].SemanticName = "POSITION";
	polygonLayout[0].SemanticIndex = 0;
	polygonLayout[0].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
	polygonLayout[0].InputSlot = 0;
	polygonLayout[0].AlignedByteOffset = 0;
	polygonLayout[0].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
	polygonLayout[0].InstanceDataStepRate = 0;

	polygonLayout[1].SemanticName = "TEXCOORD";
	polygonLayout[1].SemanticIndex = 0;
	polygonLayout[1].Format = DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT;
	polygonLayout[1].InputSlot = 0;
	polygonLayout[1].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
	polygonLayout[1].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
	polygonLayout[1].InstanceDataStepRate = 0;

	polygonLayout[2].SemanticName = "NORMAL";
	polygonLayout[2].SemanticIndex = 0;
	polygonLayout[2].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
	polygonLayout[2].InputSlot = 0;
	polygonLayout[2].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
	polygonLayout[2].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
	polygonLayout[2].InstanceDataStepRate = 0;

법선과 같은 방법으로 polygonLayout에 binormal과 tangent를 포함하는데, SemanticName만은 다르게 합니다.

	polygonLayout[3].SemanticName = "TANGENT";
	polygonLayout[3].SemanticIndex = 0;
	polygonLayout[3].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
	polygonLayout[3].InputSlot = 0;
	polygonLayout[3].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
	polygonLayout[3].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
	polygonLayout[3].InstanceDataStepRate = 0;

	polygonLayout[4].SemanticName = "BINORMAL";
	polygonLayout[4].SemanticIndex = 0;
	polygonLayout[4].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
	polygonLayout[4].InputSlot = 0;
	polygonLayout[4].AlignedByteOffset = D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT;
	polygonLayout[4].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
	polygonLayout[4].InstanceDataStepRate = 0;

	// Get a count of the elements in the layout.
	numElements = sizeof(polygonLayout) / sizeof(polygonLayout[0]);

	// Create the vertex input layout.
	result = device->CreateInputLayout(polygonLayout, numElements, vertexShaderBuffer->GetBufferPointer(), 
					   vertexShaderBuffer->GetBufferSize(), &m_layout);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Release the vertex shader buffer and pixel shader buffer since they are no longer needed.
	vertexShaderBuffer->Release();
	vertexShaderBuffer = 0;

	pixelShaderBuffer->Release();
	pixelShaderBuffer = 0;

	// Setup the description of the matrix dynamic constant buffer that is in the vertex shader.
	matrixBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
	matrixBufferDesc.ByteWidth = sizeof(MatrixBufferType);
	matrixBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
	matrixBufferDesc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
	matrixBufferDesc.MiscFlags = 0;
	matrixBufferDesc.StructureByteStride = 0;

	// Create the matrix constant buffer pointer so we can access the vertex shader constant buffer from within this class.
	result = device->CreateBuffer(&matrixBufferDesc, NULL, &m_matrixBuffer);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Create a texture sampler state description.
	samplerDesc.Filter = D3D11_FILTER_MIN_MAG_MIP_LINEAR;
	samplerDesc.AddressU = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
	samplerDesc.AddressV = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
	samplerDesc.AddressW = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_WRAP;
	samplerDesc.MipLODBias = 0.0f;
	samplerDesc.MaxAnisotropy = 1;
	samplerDesc.ComparisonFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS;
	samplerDesc.BorderColor[0] = 0;
	samplerDesc.BorderColor[1] = 0;
	samplerDesc.BorderColor[2] = 0;
	samplerDesc.BorderColor[3] = 0;
	samplerDesc.MinLOD = 0;
	samplerDesc.MaxLOD = D3D11_FLOAT32_MAX;

	// Create the texture sampler state.
	result = device->CreateSamplerState(&samplerDesc, &m_sampleState);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

조명 상수 버퍼도 설정합니다.

	// Setup the description of the light dynamic constant buffer that is in the pixel shader.
	lightBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DYNAMIC;
	lightBufferDesc.ByteWidth = sizeof(LightBufferType);
	lightBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER;
	lightBufferDesc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_WRITE;
	lightBufferDesc.MiscFlags = 0;
	lightBufferDesc.StructureByteStride = 0;

	// Create the constant buffer pointer so we can access the vertex shader constant buffer from within this class.
	result = device->CreateBuffer(&lightBufferDesc, NULL, &m_lightBuffer);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	return true;
}

ShutdownShader 함수는 InitializeShader함수에서 설정했던 모든 포인터들을 해제합니다.

void BumpMapShaderClass::ShutdownShader()
{
	// Release the light constant buffer.
	if(m_lightBuffer)
	{
		m_lightBuffer->Release();
		m_lightBuffer = 0;
	}

	// Release the sampler state.
	if(m_sampleState)
	{
		m_sampleState->Release();
		m_sampleState = 0;
	}

	// Release the matrix constant buffer.
	if(m_matrixBuffer)
	{
		m_matrixBuffer->Release();
		m_matrixBuffer = 0;
	}

	// Release the layout.
	if(m_layout)
	{
		m_layout->Release();
		m_layout = 0;
	}

	// Release the pixel shader.
	if(m_pixelShader)
	{
		m_pixelShader->Release();
		m_pixelShader = 0;
	}

	// Release the vertex shader.
	if(m_vertexShader)
	{
		m_vertexShader->Release();
		m_vertexShader = 0;
	}

	return;
}

OutputShaderErrorMessage 함수는 HLSL 셰이더 파일이 컴파일되지 제대로 컴파일되지 않는 경우 에러 내용을 텍스트 파일에 출력합니다.

void BumpMapShaderClass::OutputShaderErrorMessage(ID3D10Blob* errorMessage, HWND hwnd, WCHAR* shaderFilename)
{
	char* compileErrors;
	unsigned long bufferSize, i;
	ofstream fout;


	// Get a pointer to the error message text buffer.
	compileErrors = (char*)(errorMessage->GetBufferPointer());

	// Get the length of the message.
	bufferSize = errorMessage->GetBufferSize();

	// Open a file to write the error message to.
	fout.open("shader-error.txt");

	// Write out the error message.
	for(i=0; i<bufferSize; i++)
	{
		fout << compileErrors[i];
	}

	// Close the file.
	fout.close();

	// Release the error message.
	errorMessage->Release();
	errorMessage = 0;

	// Pop a message up on the screen to notify the user to check the text file for compile errors.
	MessageBox(hwnd, L"Error compiling shader.  Check shader-error.txt for message.", shaderFilename, MB_OK);

	return;
}

SetShaderParameters 함수는 렌더링을 시작하기 전에 셰이더 인자들을 설정합니다.

bool BumpMapShaderClass::SetShaderParameters(ID3D11DeviceContext* deviceContext, D3DXMATRIX worldMatrix, 
					     D3DXMATRIX viewMatrix, D3DXMATRIX projectionMatrix, 
					     ID3D11ShaderResourceView** textureArray, D3DXVECTOR3 lightDirection, 
					     D3DXVECTOR4 diffuseColor)
{
	HRESULT result;
	D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedResource;
	MatrixBufferType* dataPtr;
	unsigned int bufferNumber;
	LightBufferType* dataPtr2;


	// Transpose the matrices to prepare them for the shader.
	D3DXMatrixTranspose(&worldMatrix, &worldMatrix);
	D3DXMatrixTranspose(&viewMatrix, &viewMatrix);
	D3DXMatrixTranspose(&projectionMatrix, &projectionMatrix);

	// Lock the matrix constant buffer so it can be written to.
	result = deviceContext->Map(m_matrixBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Get a pointer to the data in the constant buffer.
	dataPtr = (MatrixBufferType*)mappedResource.pData;

	// Copy the matrices into the constant buffer.
	dataPtr->world = worldMatrix;
	dataPtr->view = viewMatrix;
	dataPtr->projection = projectionMatrix;

	// Unlock the matrix constant buffer.
	deviceContext->Unmap(m_matrixBuffer, 0);

	// Set the position of the matrix constant buffer in the vertex shader.
	bufferNumber = 0;

	// Now set the matrix constant buffer in the vertex shader with the updated values.
	deviceContext->VSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_matrixBuffer);

텍스쳐 배열을 여기서 설정합니다. 첫번째 텍스쳐는 색상 텍스쳐이고, 두번째 텍스쳐는 노멀 맵입니다.

	// Set shader texture array resource in the pixel shader.
	deviceContext->PSSetShaderResources(0, 2, textureArray);

조명 버퍼 역시 색상과 방향을 설정해 줍니다.

	// Lock the light constant buffer so it can be written to.
	result = deviceContext->Map(m_lightBuffer, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Get a pointer to the data in the constant buffer.
	dataPtr2 = (LightBufferType*)mappedResource.pData;

	// Copy the lighting variables into the constant buffer.
	dataPtr2->diffuseColor = diffuseColor;
	dataPtr2->lightDirection = lightDirection;

	// Unlock the constant buffer.
	deviceContext->Unmap(m_lightBuffer, 0);

	// Set the position of the light constant buffer in the pixel shader.
	bufferNumber = 0;

	// Finally set the light constant buffer in the pixel shader with the updated values.
	deviceContext->PSSetConstantBuffers(bufferNumber, 1, &m_lightBuffer);

	return true;
}

RenderShader 함수는 범프맵 셰이더를 이용하여 모델을 그려냅니다.

void BumpMapShaderClass::RenderShader(ID3D11DeviceContext* deviceContext, int indexCount)
{
	// Set the vertex input layout.
	deviceContext->IASetInputLayout(m_layout);

	// Set the vertex and pixel shaders that will be used to render this triangle.
	deviceContext->VSSetShader(m_vertexShader, NULL, 0);
	deviceContext->PSSetShader(m_pixelShader, NULL, 0);

	// Set the sampler state in the pixel shader.
	deviceContext->PSSetSamplers(0, 1, &m_sampleState);

	// Render the triangles.
	deviceContext->DrawIndexed(indexCount, 0, 0);

	return;
}

Modelclass.h

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: modelclass.h
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef _MODELCLASS_H_
#define _MODELCLASS_H_


//////////////
// INCLUDES //
//////////////
#include <d3d11.h>
#include <d3dx10math.h>
#include <fstream>
using namespace std;


///////////////////////
// MY CLASS INCLUDES //
///////////////////////
#include "texturearrayclass.h"


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Class name: ModelClass
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class ModelClass
{
private:

tangent와 binormal 벡터를 담기 위해 VertexType에 해당 필드를 추가합니다.

	struct VertexType
	{
		D3DXVECTOR3 position;
		D3DXVECTOR2 texture;
		D3DXVECTOR3 normal;
		D3DXVECTOR3 tangent;
		D3DXVECTOR3 binormal;
	};

ModelType 역시 tangent와 binormal에 해당하는 필드를 추가합니다.

	struct ModelType
	{
		float x, y, z;
		float tu, tv;
		float nx, ny, nz;
		float tx, ty, tz;
		float bx, by, bz;
	};

다음 두 구조체들은 tangent와 binormal을 계산하는 데 사용될 것입니다.

	struct TempVertexType
	{
		float x, y, z;
		float tu, tv;
		float nx, ny, nz;
	};

	struct VectorType
	{
		float x, y, z;
	};

public:
	ModelClass();
	ModelClass(const ModelClass&);
	~ModelClass();

	bool Initialize(ID3D11Device*, char*, WCHAR*, WCHAR*);
	void Shutdown();
	void Render(ID3D11DeviceContext*);

	int GetIndexCount();
	ID3D11ShaderResourceView** GetTextureArray();

private:
	bool InitializeBuffers(ID3D11Device*);
	void ShutdownBuffers();
	void RenderBuffers(ID3D11DeviceContext*);

	bool LoadTextures(ID3D11Device*, WCHAR*, WCHAR*);
	void ReleaseTextures();

	bool LoadModel(char*);
	void ReleaseModel();

tangent와 binormal을 계산하기 위해 세 함수를 선언합니다.

	void CalculateModelVectors();
	void CalculateTangentBinormal(TempVertexType, TempVertexType, TempVertexType, VectorType&, VectorType&);
	void CalculateNormal(VectorType, VectorType, VectorType&);

private:
	ID3D11Buffer *m_vertexBuffer, *m_indexBuffer;
	int m_vertexCount, m_indexCount;
	ModelType* m_model;
	TextureArrayClass* m_TextureArray;
};

#endif

Modelclass.cpp

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: modelclass.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "modelclass.h"

Initialize 함수는 두 텍스쳐 이름을 인자로 받는데, 첫번째 것은 색상 텍스쳐의 이름이고, 두번째 것은 범프맵 효과를 위한 노멀 맵입니다.

bool ModelClass::Initialize(ID3D11Device* device, char* modelFilename, WCHAR* textureFilename1, WCHAR* textureFilename2)
{
	bool result;


	// Load in the model data,
	result = LoadModel(modelFilename);
	if(!result)
	{
		return false;
	}

모델 데이터가 로드되면 CalculateModelVector 함수를 호출하여 tangent와 binormal을 계산합니다. 이 함수는 또한 법선 벡터도 계산합니다.

	// Calculate the normal, tangent, and binormal vectors for the model.
	CalculateModelVectors();

	// Initialize the vertex and index buffers.
	result = InitializeBuffers(device);
	if(!result)
	{
		return false;
	}

두 텍스쳐를 로드합니다.

	// Load the textures for this model.
	result = LoadTextures(device, textureFilename1, textureFilename2);
	if(!result)
	{
		return false;
	}

	return true;
}


bool ModelClass::InitializeBuffers(ID3D11Device* device)
{
	VertexType* vertices;
	unsigned long* indices;
	D3D11_BUFFER_DESC vertexBufferDesc, indexBufferDesc;
	D3D11_SUBRESOURCE_DATA vertexData, indexData;
	HRESULT result;
	int i;


	// Create the vertex array.
	vertices = new VertexType[m_vertexCount];
	if(!vertices)
	{
		return false;
	}

	// Create the index array.
	indices = new unsigned long[m_indexCount];
	if(!indices)
	{
		return false;
	}

InitializeBuffers 함수는 정점 배열이 ModelType 배열에서 로드되는 것으로 바뀌었습니다. ModelType 배열은 tangent와 binormal 값을 가지고 있기 때문에 이를 복사하고 나중에 정점 버퍼로 복사합니다.

	// Load the vertex array and index array with data.
	for(i=0; i<m_vertexCount; i++)
	{
		vertices[i].position = D3DXVECTOR3(m_model[i].x, m_model[i].y, m_model[i].z);
		vertices[i].texture = D3DXVECTOR2(m_model[i].tu, m_model[i].tv);
		vertices[i].normal = D3DXVECTOR3(m_model[i].nx, m_model[i].ny, m_model[i].nz);
		vertices[i].tangent = D3DXVECTOR3(m_model[i].tx, m_model[i].ty, m_model[i].tz);
		vertices[i].binormal = D3DXVECTOR3(m_model[i].bx, m_model[i].by, m_model[i].bz);

		indices[i] = i;
	}

	// Set up the description of the static vertex buffer.
	vertexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
	vertexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(VertexType) * m_vertexCount;
	vertexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
	vertexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
	vertexBufferDesc.MiscFlags = 0;
	vertexBufferDesc.StructureByteStride = 0;

	// Give the subresource structure a pointer to the vertex data.
	vertexData.pSysMem = vertices;
	vertexData.SysMemPitch = 0;
	vertexData.SysMemSlicePitch = 0;

	// Now create the vertex buffer.
	result = device->CreateBuffer(&vertexBufferDesc, &vertexData, &m_vertexBuffer);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Set up the description of the static index buffer.
	indexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
	indexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(unsigned long) * m_indexCount;
	indexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_INDEX_BUFFER;
	indexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
	indexBufferDesc.MiscFlags = 0;
	indexBufferDesc.StructureByteStride = 0;

	// Give the subresource structure a pointer to the index data.
	indexData.pSysMem = indices;
	indexData.SysMemPitch = 0;
	indexData.SysMemSlicePitch = 0;

	// Create the index buffer.
	result = device->CreateBuffer(&indexBufferDesc, &indexData, &m_indexBuffer);
	if(FAILED(result))
	{
		return false;
	}

	// Release the arrays now that the vertex and index buffers have been created and loaded.
	delete [] vertices;
	vertices = 0;

	delete [] indices;
	indices = 0;

	return true;
}

LoadTextures 함수는 정점 배열을 생성하고 색상 텍스쳐와 노멀 맵을 각각 배열에 넣습니다.

bool ModelClass::LoadTextures(ID3D11Device* device, WCHAR* filename1, WCHAR* filename2)
{
	bool result;


	// Create the texture array object.
	m_TextureArray = new TextureArrayClass;
	if(!m_TextureArray)
	{
		return false;
	}

	// Initialize the texture array object.
	result = m_TextureArray->Initialize(device, filename1, filename2);
	if(!result)
	{
		return false;
	}

	return true;
}

CalculateModelVectors는 tangent와 binormal, 그리고 법선 벡터를 계산합니다. 우선 모델에 있는 삼각형들의 수를 계산합니다. 그리고 나서 각 삼각형의 세 정점을 가지고 tangent, binormal과 법선을 계산합니다. 계산을 마친 후에 그 결과인 세 벡터들을 모델 구조체에 도로 저장합니다.

void ModelClass::CalculateModelVectors()
{
	int faceCount, i, index;
	TempVertexType vertex1, vertex2, vertex3;
	VectorType tangent, binormal, normal;


	// Calculate the number of faces in the model.
	faceCount = m_vertexCount / 3;

	// Initialize the index to the model data.
	index = 0;

	// Go through all the faces and calculate the the tangent, binormal, and normal vectors.
	for(i=0; i<faceCount; i++)
	{
		// Get the three vertices for this face from the model.
		vertex1.x = m_model[index].x;
		vertex1.y = m_model[index].y;
		vertex1.z = m_model[index].z;
		vertex1.tu = m_model[index].tu;
		vertex1.tv = m_model[index].tv;
		vertex1.nx = m_model[index].nx;
		vertex1.ny = m_model[index].ny;
		vertex1.nz = m_model[index].nz;
		index++;

		vertex2.x = m_model[index].x;
		vertex2.y = m_model[index].y;
		vertex2.z = m_model[index].z;
		vertex2.tu = m_model[index].tu;
		vertex2.tv = m_model[index].tv;
		vertex2.nx = m_model[index].nx;
		vertex2.ny = m_model[index].ny;
		vertex2.nz = m_model[index].nz;
		index++;

		vertex3.x = m_model[index].x;
		vertex3.y = m_model[index].y;
		vertex3.z = m_model[index].z;
		vertex3.tu = m_model[index].tu;
		vertex3.tv = m_model[index].tv;
		vertex3.nx = m_model[index].nx;
		vertex3.ny = m_model[index].ny;
		vertex3.nz = m_model[index].nz;
		index++;

		// Calculate the tangent and binormal of that face.
		CalculateTangentBinormal(vertex1, vertex2, vertex3, tangent, binormal);

		// Calculate the new normal using the tangent and binormal.
		CalculateNormal(tangent, binormal, normal);

		// Store the normal, tangent, and binormal for this face back in the model structure.
		m_model[index-1].nx = normal.x;
		m_model[index-1].ny = normal.y;
		m_model[index-1].nz = normal.z;
		m_model[index-1].tx = tangent.x;
		m_model[index-1].ty = tangent.y;
		m_model[index-1].tz = tangent.z;
		m_model[index-1].bx = binormal.x;
		m_model[index-1].by = binormal.y;
		m_model[index-1].bz = binormal.z;

		m_model[index-2].nx = normal.x;
		m_model[index-2].ny = normal.y;
		m_model[index-2].nz = normal.z;
		m_model[index-2].tx = tangent.x;
		m_model[index-2].ty = tangent.y;
		m_model[index-2].tz = tangent.z;
		m_model[index-2].bx = binormal.x;
		m_model[index-2].by = binormal.y;
		m_model[index-2].bz = binormal.z;

		m_model[index-3].nx = normal.x;
		m_model[index-3].ny = normal.y;
		m_model[index-3].nz = normal.z;
		m_model[index-3].tx = tangent.x;
		m_model[index-3].ty = tangent.y;
		m_model[index-3].tz = tangent.z;
		m_model[index-3].bx = binormal.x;
		m_model[index-3].by = binormal.y;
		m_model[index-3].bz = binormal.z;
	}

	return;
}

CalculateTangentBinormal 함수는 입력된 세 정점으로 tangent와 binormal을 계산해줍니다.

void ModelClass::CalculateTangentBinormal(TempVertexType vertex1, TempVertexType vertex2, TempVertexType vertex3,
					  VectorType& tangent, VectorType& binormal)
{
	float vector1[3], vector2[3];
	float tuVector[2], tvVector[2];
	float den;
	float length;


	// Calculate the two vectors for this face.
	vector1[0] = vertex2.x - vertex1.x;
	vector1[1] = vertex2.y - vertex1.y;
	vector1[2] = vertex2.z - vertex1.z;

	vector2[0] = vertex3.x - vertex1.x;
	vector2[1] = vertex3.y - vertex1.y;
	vector2[2] = vertex3.z - vertex1.z;

	// Calculate the tu and tv texture space vectors.
	tuVector[0] = vertex2.tu - vertex1.tu;
	tvVector[0] = vertex2.tv - vertex1.tv;

	tuVector[1] = vertex3.tu - vertex1.tu;
	tvVector[1] = vertex3.tv - vertex1.tv;

	// Calculate the denominator of the tangent/binormal equation.
	den = 1.0f / (tuVector[0] * tvVector[1] - tuVector[1] * tvVector[0]);

	// Calculate the cross products and multiply by the coefficient to get the tangent and binormal.
	tangent.x = (tvVector[1] * vector1[0] - tvVector[0] * vector2[0]) * den;
	tangent.y = (tvVector[1] * vector1[1] - tvVector[0] * vector2[1]) * den;
	tangent.z = (tvVector[1] * vector1[2] - tvVector[0] * vector2[2]) * den;

	binormal.x = (tuVector[0] * vector2[0] - tuVector[1] * vector1[0]) * den;
	binormal.y = (tuVector[0] * vector2[1] - tuVector[1] * vector1[1]) * den;
	binormal.z = (tuVector[0] * vector2[2] - tuVector[1] * vector1[2]) * den;

	// Calculate the length of this normal.
	length = sqrt((tangent.x * tangent.x) + (tangent.y * tangent.y) + (tangent.z * tangent.z));
			
	// Normalize the normal and then store it
	tangent.x = tangent.x / length;
	tangent.y = tangent.y / length;
	tangent.z = tangent.z / length;

	// Calculate the length of this normal.
	length = sqrt((binormal.x * binormal.x) + (binormal.y * binormal.y) + (binormal.z * binormal.z));
			
	// Normalize the normal and then store it
	binormal.x = binormal.x / length;
	binormal.y = binormal.y / length;
	binormal.z = binormal.z / length;

	return;
}

CalculateNormal 함수는 tangent와 binormal을 입력으로 받아 외적 연산을 하여 법선을 구합니다.

void ModelClass::CalculateNormal(VectorType tangent, VectorType binormal, VectorType& normal)
{
	float length;


	// Calculate the cross product of the tangent and binormal which will give the normal vector.
	normal.x = (tangent.y * binormal.z) - (tangent.z * binormal.y);
	normal.y = (tangent.z * binormal.x) - (tangent.x * binormal.z);
	normal.z = (tangent.x * binormal.y) - (tangent.y * binormal.x);

	// Calculate the length of the normal.
	length = sqrt((normal.x * normal.x) + (normal.y * normal.y) + (normal.z * normal.z));

	// Normalize the normal.
	normal.x = normal.x / length;
	normal.y = normal.y / length;
	normal.z = normal.z / length;

	return;
}

Graphicsclass.h

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: graphicsclass.h
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef _GRAPHICSCLASS_H_
#define _GRAPHICSCLASS_H_


/////////////
// GLOBALS //
/////////////
const bool FULL_SCREEN = true;
const bool VSYNC_ENABLED = true;
const float SCREEN_DEPTH = 1000.0f;
const float SCREEN_NEAR = 0.1f;


///////////////////////
// MY CLASS INCLUDES //
///////////////////////
#include "d3dclass.h"
#include "cameraclass.h"
#include "modelclass.h"

BumpMapShaderClass 클래스의 헤더를 추가합니다.

#include "bumpmapshaderclass.h"
#include "lightclass.h"


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Class name: GraphicsClass
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class GraphicsClass
{
public:
	GraphicsClass();
	GraphicsClass(const GraphicsClass&);
	~GraphicsClass();

	bool Initialize(int, int, HWND);
	void Shutdown();
	bool Frame();
	bool Render();

private:
	D3DClass* m_D3D;
	CameraClass* m_Camera;
	ModelClass* m_Model;
The new BumpMapShaderClass object is created here.

	BumpMapShaderClass* m_BumpMapShader;
	LightClass* m_Light;
};

#endif

Graphicsclass.cpp

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: graphicsclass.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "graphicsclass.h"


GraphicsClass::GraphicsClass()
{
	m_D3D = 0;
	m_Camera = 0;
	m_Model = 0;

BumpMapShaderClass 객체를 null로 초기화합니다.

	m_BumpMapShader = 0;
	m_Light = 0;
}


bool GraphicsClass::Initialize(int screenWidth, int screenHeight, HWND hwnd)
{
	bool result;
	D3DXMATRIX baseViewMatrix;

		
	// Create the Direct3D object.
	m_D3D = new D3DClass;
	if(!m_D3D)
	{
		return false;
	}

	// Initialize the Direct3D object.
	result = m_D3D->Initialize(screenWidth, screenHeight, VSYNC_ENABLED, hwnd, FULL_SCREEN, SCREEN_DEPTH, SCREEN_NEAR);
	if(!result)
	{
		MessageBox(hwnd, L"Could not initialize Direct3D", L"Error", MB_OK);
		return false;
	}

	// Create the camera object.
	m_Camera = new CameraClass;
	if(!m_Camera)
	{
		return false;
	}

	// Initialize a base view matrix with the camera for 2D user interface rendering.
	m_Camera->SetPosition(0.0f, 0.0f, -1.0f);
	m_Camera->Render();
	m_Camera->GetViewMatrix(baseViewMatrix);

	// Create the model object.
	m_Model = new ModelClass;
	if(!m_Model)
	{
		return false;
	}

ModelClass 객체를 정육면체 모델과 stone01.dds 색상 텍스쳐, bump01.dds 노멀맵 텍스쳐로 초기화합니다.

	// Initialize the model object.
	result = m_Model->Initialize(m_D3D->GetDevice(), "../Engine/data/cube.txt", L"../Engine/data/stone01.dds", 
				     L"../Engine/data/bump01.dds");
	if(!result)
	{
		MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the model object.", L"Error", MB_OK);
		return false;
	}

BumpMapShaderClass 객체를 만들고 초기화합니다.

	// Create the bump map shader object.
	m_BumpMapShader = new BumpMapShaderClass;
	if(!m_BumpMapShader)
	{
		return false;
	}

	// Initialize the bump map shader object.
	result = m_BumpMapShader->Initialize(m_D3D->GetDevice(), hwnd);
	if(!result)
	{
		MessageBox(hwnd, L"Could not initialize the bump map shader object.", L"Error", MB_OK);
		return false;
	}

	// Create the light object.
	m_Light = new LightClass;
	if(!m_Light)
	{
		return false;
	}

광원의 색상을 흰색으로 하고 방향을 양의 Z축으로 합니다.

	// Initialize the light object.
	m_Light->SetDiffuseColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
	m_Light->SetDirection(0.0f, 0.0f, 1.0f);

	return true;
}


void GraphicsClass::Shutdown()
{
	// Release the light object.
	if(m_Light)
	{
		delete m_Light;
		m_Light = 0;
	}

BumpMapShaderClass 객체를 해제합니다.

	// Release the bump map shader object.
	if(m_BumpMapShader)
	{
		m_BumpMapShader->Shutdown();
		delete m_BumpMapShader;
		m_BumpMapShader = 0;
	}

	// Release the model object.
	if(m_Model)
	{
		m_Model->Shutdown();
		delete m_Model;
		m_Model = 0;
	}

	// Release the camera object.
	if(m_Camera)
	{
		delete m_Camera;
		m_Camera = 0;
	}

	// Release the D3D object.
	if(m_D3D)
	{
		m_D3D->Shutdown();
		delete m_D3D;
		m_D3D = 0;
	}

	return;
}


bool GraphicsClass::Render()
{
	D3DXMATRIX worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix, orthoMatrix;
	static float rotation = 0.0f;


	// Clear the buffers to begin the scene.
	m_D3D->BeginScene(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

	// Generate the view matrix based on the camera's position.
	m_Camera->Render();

	// Get the world, view, projection, and ortho matrices from the camera and D3D objects.
	m_D3D->GetWorldMatrix(worldMatrix);
	m_Camera->GetViewMatrix(viewMatrix);
	m_D3D->GetProjectionMatrix(projectionMatrix);
	m_D3D->GetOrthoMatrix(orthoMatrix);

육면체 모델을 매 프레임 회전시켜 범프맵 효과를 볼 수 있게 합니다.

	// Update the rotation variable each frame.
	rotation += (float)D3DX_PI * 0.0025f;
	if(rotation > 360.0f)
	{
		rotation -= 360.0f;
	}

	// Rotate the world matrix by the rotation value.
	D3DXMatrixRotationY(&worldMatrix, rotation);

	// Put the model vertex and index buffers on the graphics pipeline to prepare them for drawing.
	m_Model->Render(m_D3D->GetDeviceContext());

범프맵 셰이더로 모델을 렌더링합니다.

	// Render the model using the bump map shader.
	m_BumpMapShader->Render(m_D3D->GetDeviceContext(), m_Model->GetIndexCount(), worldMatrix, viewMatrix, projectionMatrix,
				m_Model->GetTextureArray(), m_Light->GetDirection(), m_Light->GetDiffuseColor());

	// Present the rendered scene to the screen.
	m_D3D->EndScene();

	return true;
}

마치면서

범프맵 셰이더를 통해 단지 2개의 텍스쳐만으로도 매우 정교한 화면을 만들 수 있습니다.

연습 문제

1. 프로그램을 다시 컴파일해 실행시켜 보십시오. 범프맵 효과가 적용된 회전하는 큐브가 보일 것입니다. esc키를 눌러 종료합니다.

2. 픽셀 셰이더 코드에서 'color = color * textureColor;' 부분을 주석 처리하고 어떻게 효과가 달라지는지 확인해 보십시오.

3. 카메라와 광원의 위치를 바꿔 가면서 다른 각도에서의 효과를 확인해 보십시오.

소스 코드

Visual Studio 2008 프로젝트: dx11tut20.zip

소스 코드: dx11src20.zip

실행 파일: dx11exe20.zip