FDK24/メディア/テクスチャ.cs

   1 using System;
   2 using System.Collections.Generic;
   3 using System.Diagnostics;
   4 using System.Linq;
   5
   6 namespace FDK.メディア
   7 {
   8         /// <summary>
   9         ///             Direct3D の D3DTexture を使って描画する画像。
  10         /// </summary>
  11         public class テクスチャ : FDK.Activity
  12         {
  13                 // (1) 個別項目
  14
  15                 /// <summary>
  16                 ///             0:透明～1:不透明
  17                 /// </summary>
  18                 public float 不透明度 { get; set; } = 1f;
  19
  20                 public bool 加算合成する { get; set; } = false;
  21
  22                 public SharpDX.Size2F サイズdpx => ( this._ShaderResourceViewSize );
  23
  24                 public テクスチャ( string 画像ファイルパス, SharpDX.Direct3D11.BindFlags bindFlags = SharpDX.Direct3D11.BindFlags.ShaderResource )
  25                 {
  26                         this._bindFlags = bindFlags;
  27
  28                         // ↓ どちらかを選択的に指定すること。
  29                         this._画像ファイルパス = 画像ファイルパス;
  30                         this.ユーザ指定サイズdpx = SharpDX.Size2.Empty;
  31                 }
  32
  33                 public テクスチャ( SharpDX.Size2 サイズdpx, SharpDX.Direct3D11.BindFlags bindFlags = SharpDX.Direct3D11.BindFlags.ShaderResource )
  34                 {
  35                         this._bindFlags = bindFlags;
  36
  37                         // ↓ どちらかを選択的に指定すること。
  38                         this._画像ファイルパス = null;
  39                         this.ユーザ指定サイズdpx = サイズdpx;
  40                 }
  41
  42                 protected override void Onデバイス依存リソースの作成( デバイスリソース dr )
  43                 {
  44                         var d3dDevice = (SharpDX.Direct3D11.Device) null;
  45                         using( var d3dLock = new FDK.同期.AutoD3DDeviceLock( dr.DXGIDeviceManager, out d3dDevice ) )
  46                         using( d3dDevice )
  47                         {
  48                                 #region " 定数バッファ "
  49                                 //----------------
  50                                 var cBufferDesc = new SharpDX.Direct3D11.BufferDescription() {
  51                                         Usage = SharpDX.Direct3D11.ResourceUsage.Dynamic,   // 動的使用法
  52                                         BindFlags = SharpDX.Direct3D11.BindFlags.ConstantBuffer,    // 定数バッファ
  53                                         CpuAccessFlags = SharpDX.Direct3D11.CpuAccessFlags.Write,   // CPUから書き込む
  54                                         OptionFlags = SharpDX.Direct3D11.ResourceOptionFlags.None,
  55                                         SizeInBytes = SharpDX.Utilities.SizeOf<ST定数バッファの転送元データ>(),   // バッファサイズ
  56                                         StructureByteStride = 0,
  57                                 };
  58                                 this._ConstantBuffer = new SharpDX.Direct3D11.Buffer( d3dDevice, cBufferDesc );
  59                                 //----------------
  60                                 #endregion
  61                                 #region " テクスチャとシェーダーリソースビュー "
  62                                 //----------------
  63                                 if( this._画像ファイルパス.Nullでも空でもない() )
  64                                 {
  65                                         // (A) 画像ファイルから生成する場合。
  66                                         this._ShaderResourceView = FDK.Utilities.CreateShaderResourceViewFromFile(
  67                                                 d3dDevice,
  68                                                 this._bindFlags,
  69                                                 FDK.フォルダ.絶対パスに含まれるフォルダ変数を展開して返す( this._画像ファイルパス ),
  70                                                 out this._ShaderResourceViewSize,
  71                                                 out this.Texture );
  72                                 }
  73                                 else if( this.ユーザ指定サイズdpx != SharpDX.Size2.Empty )
  74                                 {
  75                                         // (B) サイズを指定して生成する場合。
  76                                         this._ShaderResourceView = FDK.Utilities.CreateShaderResourceView(
  77                                                 d3dDevice,
  78                                                 this._bindFlags,
  79                                                 this.ユーザ指定サイズdpx,
  80                                                 out this.Texture );
  81
  82                                         this._ShaderResourceViewSize = new SharpDX.Size2F( this.ユーザ指定サイズdpx.Width, this.ユーザ指定サイズdpx.Height );
  83                                 }
  84                                 else
  85                                 {
  86                                         throw new InvalidOperationException();
  87                                 }
  88                                 //----------------
  89                                 #endregion
  90                         }
  91                 }
  92
  93                 protected override void Onデバイス依存リソースの解放( デバイスリソース dr )
  94                 {
  95                         FDK.Utilities.解放する( ref this._ShaderResourceView );
  96                         FDK.Utilities.解放する( ref this.Texture );
  97                         FDK.Utilities.解放する( ref this._ConstantBuffer );
  98                 }
  99
 100                 /// <summary>
 101                 ///             テクスチャを描画する。
 102                 ///     </summary>
 103                 /// <param name="ワールド行列変換">
 104                 ///             テクスチャは1×1のモデルサイズで表現されており、それにこのワールド行列を適用する。
 105                 ///     </param>
 106                 /// <param name="転送元矩形">
 107                 ///             テクスチャ座標(値域0～1)で指定する。
 108                 ///     </param>
 109                 public void 描画する( デバイスリソース dr, SharpDX.Matrix ワールド行列変換, SharpDX.RectangleF? 転送元矩形 = null )
 110                 {
 111                         var d3dDevice = (SharpDX.Direct3D11.Device) null;
 112                         using( var d3dLock = new FDK.同期.AutoD3DDeviceLock( dr.DXGIDeviceManager, out d3dDevice ) )
 113                         using( d3dDevice )
 114                         using( var d3dContext = d3dDevice.ImmediateContext )
 115                         {
 116                                 #region " 定数バッファを更新する。"
 117                                 //----------------
 118                                 {
 119                                         // ワールド変換行列
 120                                         ワールド行列変換.Transpose();    // 転置
 121                                         this._定数バッファの転送元データ.World = ワールド行列変換;
 122
 123                                         // ビュー変換行列
 124                                         this._定数バッファの転送元データ.View = dr.ビュー変換行列;  // 転置済み
 125
 126                                         // 射影変換行列
 127                                         this._定数バッファの転送元データ.Projection = dr.射影変換行列;       // 転置済み
 128
 129                                         // 描画元矩形
 130                                         if( null == 転送元矩形 )
 131                                                 転送元矩形 = new SharpDX.RectangleF( 0f, 0f, 1f, 1f );
 132                                         this._定数バッファの転送元データ.TexLeft = 転送元矩形.Value.Left;
 133                                         this._定数バッファの転送元データ.TexTop = 転送元矩形.Value.Top;
 134                                         this._定数バッファの転送元データ.TexRight = 転送元矩形.Value.Right;
 135                                         this._定数バッファの転送元データ.TexBottom = 転送元矩形.Value.Bottom;
 136
 137                                         // アルファ
 138                                         this._定数バッファの転送元データ.TexAlpha = this.不透明度;
 139                                         this._定数バッファの転送元データ.dummy1 = 0f;
 140                                         this._定数バッファの転送元データ.dummy2 = 0f;
 141                                         this._定数バッファの転送元データ.dummy3 = 0f;
 142
 143                                         // 定数バッファへ書き込む。
 144                                         var dataBox = d3dContext.MapSubresource(
 145                                                 resourceRef: this._ConstantBuffer,
 146                                                 subresource: 0,
 147                                                 mapType: SharpDX.Direct3D11.MapMode.WriteDiscard,
 148                                                 mapFlags: SharpDX.Direct3D11.MapFlags.None );
 149                                         SharpDX.Utilities.Write( dataBox.DataPointer, ref this._定数バッファの転送元データ );
 150                                         d3dContext.UnmapSubresource( this._ConstantBuffer, 0 );
 151                                 }
 152                                 //----------------
 153                                 #endregion
 154                                 #region " 3Dパイプラインを設定する。"
 155                                 //----------------
 156                                 // 入力アセンブラ
 157                                 using( var IA = d3dContext.InputAssembler )
 158                                 {
 159                                         IA.InputLayout = null;
 160                                         IA.PrimitiveTopology = SharpDX.Direct3D.PrimitiveTopology.TriangleStrip;
 161                                 }
 162                                 // 頂点シェーダ
 163                                 using( var VS = d3dContext.VertexShader )
 164                                 {
 165                                         VS.Set( テクスチャ._VertexShader );
 166                                         VS.SetConstantBuffers( 0, this._ConstantBuffer );
 167                                 }
 168                                 // ジオメトリシェーダ
 169                                 using( var GS = d3dContext.GeometryShader )
 170                                 {
 171                                         d3dContext.GeometryShader.Set( null );
 172                                 }
 173                                 // ラスタライザ
 174                                 using( var RS = d3dContext.Rasterizer )
 175                                 {
 176                                         RS.SetViewports( dr.D3DViewPort );
 177                                         RS.State = テクスチャ._RasterizerState;
 178                                 }
 179                                 // ピクセルシェーダ
 180                                 using( var PS = d3dContext.PixelShader )
 181                                 {
 182                                         PS.Set( テクスチャ._PixelShader );
 183                                         PS.SetConstantBuffers( 0, this._ConstantBuffer );
 184                                         PS.SetShaderResources( 0, 1, this._ShaderResourceView );
 185                                         PS.SetSamplers( 0, 1, テクスチャ._SamplerState );
 186                                 }
 187                                 // 出力マージャ
 188                                 using( var OM = d3dContext.OutputMerger )
 189                                 {
 190                                         OM.SetTargets( dr.D3DDepthStencilView, dr.D3DRenderTargetView );
 191                                         OM.SetBlendState(
 192                                                 ( this.加算合成する ) ? テクスチャ._BlendState加算合成 : テクスチャ._BlendState通常合成,
 193                                                 new SharpDX.Mathematics.Interop.RawColor4( 0f, 0f, 0f, 0f ),
 194                                                 -1 );
 195                                         OM.SetDepthStencilState( dr.D3DDepthStencilState, 0 );
 196                                 }
 197                                 //----------------
 198                                 #endregion
 199
 200                                 // 頂点バッファとインデックスバッファを使わずに 4 つの頂点を描画する。
 201                                 d3dContext.Draw( vertexCount: 4, startVertexLocation: 0 );
 202                         }
 203                 }
 204
 205                 protected SharpDX.Size2 ユーザ指定サイズdpx;
 206
 207                 protected SharpDX.Direct3D11.Texture2D Texture = null;
 208
 209                 private string _画像ファイルパス = null;
 210
 211                 private SharpDX.Direct3D11.Buffer _ConstantBuffer = null;
 212
 213                 private SharpDX.Direct3D11.ShaderResourceView _ShaderResourceView = null;
 214
 215                 private SharpDX.Size2F _ShaderResourceViewSize;
 216
 217                 private SharpDX.Direct3D11.BindFlags _bindFlags;
 218
 219                 private struct ST定数バッファの転送元データ
 220                 {
 221                         public SharpDX.Matrix World;      // ワールド変換行列
 222                         public SharpDX.Matrix View;       // ビュー変換行列
 223                         public SharpDX.Matrix Projection; // 透視変換行列
 224
 225                         public float TexLeft;   // 描画元矩形の左u座標(0～1)
 226                         public float TexTop;    // 描画元矩形の上v座標(0～1)
 227                         public float TexRight;  // 描画元矩形の右u座標(0～1)
 228                         public float TexBottom; // 描画元矩形の下v座標(0～1)
 229
 230                         public float TexAlpha;  // テクスチャに乗じるアルファ値(0～1)
 231                         public float dummy1;    // float4境界に合わせるためのダミー
 232                         public float dummy2;    // float4境界に合わせるためのダミー
 233                         public float dummy3;    // float4境界に合わせるためのダミー
 234                 };
 235
 236                 private ST定数バッファの転送元データ _定数バッファの転送元データ;
 237
 238
 239                 // (2) 全インスタンス共通項目(static)
 240
 241                 public static void 全インスタンスで共有するリソースを作成する( FDK.メディア.デバイスリソース dr )
 242                 {
 243                         var d3dDevice = (SharpDX.Direct3D11.Device) null;
 244                         using( var d3dLock = new FDK.同期.AutoD3DDeviceLock( dr.DXGIDeviceManager, out d3dDevice ) )
 245                         using( d3dDevice )
 246                         {
 247                                 #region " 頂点シェーダ "
 248                                 //----------------
 249                                 var シェーダコンパイルのオプション =
 250                                         SharpDX.D3DCompiler.ShaderFlags.Debug |
 251                                         SharpDX.D3DCompiler.ShaderFlags.SkipOptimization |
 252                                         SharpDX.D3DCompiler.ShaderFlags.EnableStrictness |
 253                                         SharpDX.D3DCompiler.ShaderFlags.PackMatrixColumnMajor;
 254
 255                                 // シェーダコードをコンパイルする。
 256                                 using( var code = SharpDX.D3DCompiler.ShaderBytecode.Compile(
 257                                         FDK.Properties.Resources.テクスチャ用シェーダコード,
 258                                         "VS", "vs_4_0", シェーダコンパイルのオプション ) )
 259                                 {
 260                                         // 頂点シェーダを生成する。
 261                                         テクスチャ._VertexShader = new SharpDX.Direct3D11.VertexShader( d3dDevice, code );
 262                                 }
 263                                 //----------------
 264                                 #endregion
 265                                 #region " ピクセルシェーダ "
 266                                 //----------------
 267                                 // シェーダコードをコンパイルする。
 268                                 using( var code = SharpDX.D3DCompiler.ShaderBytecode.Compile(
 269                                         FDK.Properties.Resources.テクスチャ用シェーダコード,
 270                                         "PS", "ps_4_0", シェーダコンパイルのオプション ) )
 271                                 {
 272                                         // ピクセルシェーダを作成する。
 273                                         テクスチャ._PixelShader = new SharpDX.Direct3D11.PixelShader( d3dDevice, code );
 274                                 }
 275                                 //----------------
 276                                 #endregion
 277                                 #region " ブレンドステート（通常）"
 278                                 //----------------
 279                                 var BlendStateNorm = new SharpDX.Direct3D11.BlendStateDescription() {
 280                                         AlphaToCoverageEnable = false,  // アルファマスクで透過する（するならZバッファ必須）
 281                                         IndependentBlendEnable = false, // 個別設定。false なら BendStateDescription.RenderTarget[0] だけが有効で、[1～7] は無視される。
 282                                 };
 283                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].IsBlendEnabled = true; // true ならブレンディングが有効。
 284                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].RenderTargetWriteMask = SharpDX.Direct3D11.ColorWriteMaskFlags.All;        // RGBA の書き込みマスク。
 285
 286                                 // アルファ値のブレンディング設定 ... 特になし
 287                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].SourceAlphaBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.One;
 288                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].DestinationAlphaBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.Zero;
 289                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].AlphaBlendOperation = SharpDX.Direct3D11.BlendOperation.Add;
 290
 291                                 // 色値のブレンディング設定 ... アルファ強度に応じた透明合成（テクスチャのアルファ値は、テクスチャのアルファ×ピクセルシェーダでの全体アルファとする（HLSL参照））
 292                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].SourceBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.SourceAlpha;
 293                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].DestinationBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.InverseSourceAlpha;
 294                                 BlendStateNorm.RenderTarget[ 0 ].BlendOperation = SharpDX.Direct3D11.BlendOperation.Add;
 295
 296                                 // ブレンドステートを作成する。
 297                                 テクスチャ._BlendState通常合成 = new SharpDX.Direct3D11.BlendState( d3dDevice, BlendStateNorm );
 298                                 //----------------
 299                                 #endregion
 300                                 #region " ブレンドステート（加算合成）"
 301                                 //----------------
 302                                 var BlendStateAdd = new SharpDX.Direct3D11.BlendStateDescription() {
 303                                         AlphaToCoverageEnable = false,  // アルファマスクで透過する（するならZバッファ必須）
 304                                         IndependentBlendEnable = false, // 個別設定。false なら BendStateDescription.RenderTarget[0] だけが有効で、[1～7] は無視される。
 305                                 };
 306                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].IsBlendEnabled = true; // true ならブレンディングが有効。
 307                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].RenderTargetWriteMask = SharpDX.Direct3D11.ColorWriteMaskFlags.All;        // RGBA の書き込みマスク。
 308
 309                                 // アルファ値のブレンディング設定 ... 特になし
 310                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].SourceAlphaBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.One;
 311                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].DestinationAlphaBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.Zero;
 312                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].AlphaBlendOperation = SharpDX.Direct3D11.BlendOperation.Add;
 313
 314                                 // 色値のブレンディング設定 ... 加算合成
 315                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].SourceBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.SourceAlpha;
 316                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].DestinationBlend = SharpDX.Direct3D11.BlendOption.One;
 317                                 BlendStateAdd.RenderTarget[ 0 ].BlendOperation = SharpDX.Direct3D11.BlendOperation.Add;
 318
 319                                 // ブレンドステートを作成する。
 320                                 テクスチャ._BlendState加算合成 = new SharpDX.Direct3D11.BlendState( d3dDevice, BlendStateNorm );
 321                                 //----------------
 322                                 #endregion
 323                                 #region " ラスタライザステート "
 324                                 //----------------
 325                                 var RSDesc = new SharpDX.Direct3D11.RasterizerStateDescription() {
 326                                         FillMode = SharpDX.Direct3D11.FillMode.Solid,   // 普通に描画する
 327                                         CullMode = SharpDX.Direct3D11.CullMode.None,    // 両面を描画する
 328                                         IsFrontCounterClockwise = false,    // 時計回りが表面
 329                                         DepthBias = 0,
 330                                         DepthBiasClamp = 0,
 331                                         SlopeScaledDepthBias = 0,
 332                                         IsDepthClipEnabled = true,
 333                                         IsScissorEnabled = false,
 334                                         IsMultisampleEnabled = false,
 335                                         IsAntialiasedLineEnabled = false,
 336                                 };
 337                                 テクスチャ._RasterizerState = new SharpDX.Direct3D11.RasterizerState( d3dDevice, RSDesc );
 338                                 //----------------
 339                                 #endregion
 340                                 #region " サンプラーステート "
 341                                 //----------------
 342                                 var descSampler = new SharpDX.Direct3D11.SamplerStateDescription() {
 343                                         Filter = SharpDX.Direct3D11.Filter.Anisotropic,
 344                                         AddressU = SharpDX.Direct3D11.TextureAddressMode.Wrap,
 345                                         AddressV = SharpDX.Direct3D11.TextureAddressMode.Wrap,
 346                                         AddressW = SharpDX.Direct3D11.TextureAddressMode.Wrap,
 347                                         MipLodBias = 0.0f,
 348                                         MaximumAnisotropy = 2,
 349                                         ComparisonFunction = SharpDX.Direct3D11.Comparison.Never,
 350                                         BorderColor = new SharpDX.Mathematics.Interop.RawColor4( 0f, 0f, 0f, 0f ),
 351                                         MinimumLod = float.MinValue,
 352                                         MaximumLod = float.MaxValue,
 353                                 };
 354                                 テクスチャ._SamplerState = new SharpDX.Direct3D11.SamplerState( d3dDevice, descSampler );
 355                                 //----------------
 356                                 #endregion
 357                         }
 358                 }
 359
 360                 public static void 全インスタンスで共有するリソースを解放する()
 361                 {
 362                         FDK.Utilities.解放する( ref テクスチャ._SamplerState );
 363                         FDK.Utilities.解放する( ref テクスチャ._RasterizerState );
 364                         FDK.Utilities.解放する( ref テクスチャ._BlendState加算合成 );
 365                         FDK.Utilities.解放する( ref テクスチャ._BlendState通常合成 );
 366                         FDK.Utilities.解放する( ref テクスチャ._PixelShader );
 367                         FDK.Utilities.解放する( ref テクスチャ._VertexShader );
 368                 }
 369
 370                 private static SharpDX.Direct3D11.VertexShader _VertexShader = null;
 371
 372                 private static SharpDX.Direct3D11.PixelShader _PixelShader = null;
 373
 374                 private static SharpDX.Direct3D11.BlendState _BlendState通常合成 = null;
 375
 376                 private static SharpDX.Direct3D11.BlendState _BlendState加算合成 = null;
 377
 378                 private static SharpDX.Direct3D11.RasterizerState _RasterizerState = null;
 379
 380                 private static SharpDX.Direct3D11.SamplerState _SamplerState = null;
 381         }
 382 }