10.01.2008

Эти заметки написаны с целью лучшего уяснения работы с шейдерами, а также для внедрения использования анимации в имеющийся код.

структуры

PSRotateKeyXFile //поле определяющее трансформацию вращения в текущем кадре внутри XFile'а (кватернион)

PSScaleKeyXFile //поле определяющее трансформацию масштабирования (один вектор, определяющий масштабные коэффициенты по всем трем осям)

PSPositionKeyXFile //поле определяющее трансформацию смещения (вектор)

PSMatrixKeyXFile //поле определяющее матрицу трансформации

и аналогичные, но без суффикса XFile

Исходя из имеющихся структур мы видим, что анимация может быть задана как отдельными трансформациями, так и матрицами, определяющими результирующие трансформации всех трех типов.

В классе приложения объявляются следующие поля:

CMyD3DApplication = class(CD3DApplication)

{...}

m_method: METHOD; //используемый метод анимации

m_dwFVF: DWord; //формат вершин анимированной модели

m_ArcBall: CD3DArcBall; //инструмент для манипулирования моделью - вращения, перемещения, масштабирования

m_pmcSelectedMesh: SMeshContainer; //текущий меш
m_pframeSelected: SFrame; //текущий кадр
m_pdeSelected: SDrawElement; //текущая цепочка кадров
m_pdeHead: SDrawElement; //основание цепочки кадров (корневой элемент иерархии кадров модели)

m_szPath: array [0..MAX_PATH-1] of Char; //имя файла модели
m_pBoneMatrices: array of TD3DXMatrix; //массив матриц костей скелета
m_maxBones: DWord; //максимальное число костей

m_dwIndexedVertexShader: array[0..3] of DWord; //вершинный шейдер
m_mView: TD3DXMatrixA16; //View Matrix (матрица Вида)

{...}

В методе создания приложения создаем или обнуляем все необходимые объекты и поля.

constructor CMyD3DApplication.Create;
begin

{...}

m_ArcBall := CD3DArcBall.Create;
m_pmcSelectedMesh := nil;
m_pframeSelected := nil;
m_pdeHead := nil;
m_pdeSelected := nil;

m_dwFVF := D3DFVF_XYZ or D3DFVF_DIFFUSE or D3DFVF_NORMAL or D3DFVF_TEX1; //это можно записать как

const

AnimMeshFVF = D3DFVF_XYZ or D3DFVF_DIFFUSE or D3DFVF_NORMAL or D3DFVF_TEX1; //в секции interface модуля

m_dwFVF := AnimMeshFVF; //и данное вместо написанного выше

m_method := D3DNONINDEXED;

m_pBoneMatrices:= nil;
m_maxBones:= 0;

m_szPath:= #0;
end;

Загружаем анимированный меш, устанавливаем параметры инструмента ArcBall

function CMyD3DApplication.InitDeviceObjects;
begin
{...}

m_szPath := 'nanoco_go.x'; //данную строку опять же можно записать константой в секции интерфейса с последующим присвоением здесь

function CMyD3DApplication.RestoreDeviceObjects;

begin
{...}

//внутри этого метода происходит

m_pd3dDevice.SetRenderState(D3DRS_DITHERENABLE, iTRUE); //установка необходимых состояний ...

// создание контейнера для вершинного шейдера
dwIndexedVertexDecl1[0]:= D3DVSD_STREAM(0);
dwIndexedVertexDecl1[1]:= D3DVSD_REG(0, D3DVSDT_FLOAT3); // Position of first mesh
dwIndexedVertexDecl1[2]:= D3DVSD_REG(2, D3DVSDT_D3DCOLOR); // Blend indices
dwIndexedVertexDecl1[3]:= D3DVSD_REG(3, D3DVSDT_FLOAT3); // Normal
dwIndexedVertexDecl1[4]:= D3DVSD_REG(4, D3DVSDT_FLOAT2); // Tex coords
dwIndexedVertexDecl1[5]:= D3DVSD_END;

// ...

// загрузка и ассемблирование кода шейдера из внешнего текстового файла
ShaderFileName := 'Media\Shaders\skinmesh'+ IntToStr(i+1)+'.vsh';
Result:= D3DXAssembleShaderFromFile(PChar(ShaderFileName), 0, nil, @pCode, nil);
if FAILED(Result) then Exit;

{...}

end;

function CMyD3DApplication.InvalidateDeviceObjects;

begin
{...}

// осуществляется освобождение зависимых от графического устройства мешей
pdeCurr:= m_pdeHead;
while (pdeCurr <> nil) do
begin
ReleaseDeviceDependentMeshes(pdeCurr.pframeRoot);
pdeCurr:= pdeCurr.pdeNext;
end;

{...}
end;

function CMyD3DApplication.DeleteDeviceObjects;

begin
{...}

// удаление из памяти
if (m_pdeSelected = m_pdeHead) then m_pdeSelected:= nil;

FreeAndNil(m_pdeHead);

{...}
end;

В приложении SkinnedMesh анимация может воспроизводиться 4-мя способами (см. метод function CMyD3DApplication.MsgProc):

ID_OPTIONS_D3DNONINDEXED
ID_OPTIONS_D3DINDEXED
ID_OPTIONS_SOFTWARESKINNING
ID_OPTIONS_D3DINDEXEDVS

Значения данных констант обозначающих идентификаторы пунктов главного меню находятся в файле Resource.pas

function CMyD3DApplication.Render;

begin
// Set up viewing postion from ArcBall
pdeCur := m_pdeHead;
while (pdeCur <> nil) do
begin

pdeCur.pframeRoot.matRot:= m_ArcBall.GetRotationMatrix^; //здесь мы видим, что матрицы ориентации и смещения
pdeCur.pframeRoot.matTrans:= m_ArcBall.GetTranslationMatrix^; //зависят от положения ArcBall и устанавливаются

//для корневого объекта кадра (pframeRoot) у текущего элемента отрисовки (DrawElement - pdeCur)


pdeCur:= pdeCur.pdeNext; //в цикле перебираются все элементы отрисовки начиная с корневого (m_pdeHead)
end;

Теперь нам нужен ответ на вопросы:

1) Каким образом внедрить в код примера другие модели (например, земную поверхность)?

2) Как использовать в коде примера камеру ?

3) И наконец, как перемещать и вращать анимированную модель в 3D-сцене, например чтобы анимированный персонаж перемещался по земной поверхности ?

Ответом на последний вопрос является строка кода (которая была приведена выше):

D3DXMatrixIdentity(mCur); //поскольку наша анимированная модель движется на месте, то данная строка кода просто устанавливает матрицу идентичности

Перейдем к главному.

Т.к. в модифицированном примеме SkinnedMesh анимированная модель использует свои матрицы Мировую, Видовую и Проекционную и они используются примером глобально, то приходится для модели земной поверхности создать свои матрицы и использовать их.

В код метода function CMyD3DApplication.Render; между строками :

BeginScene и EndScene добавим

//m_pd3dDevice.SetTransform(D3DTS_WORLD, PlanetMeshWorldMatrix);
//m_pd3dDevice.SetTransform(D3DTS_VIEW, PlanetMeshViewMatrix);
//m_pd3dDevice.SetTransform(D3DTS_PROJECTION, PlanetMeshProjMatrix);
PlanetMesh.Render( m_pd3dDevice );

Что же делать?

Это связано с тем, что в примере SkinnedMesh установка Проекционной матрицы происходит внутри шейдера. Другими словами трансформация вершин Проекционной матрицей производится в коде шейдера, а не строкой m_pd3dDevice.SetTransform(D3DTS_PROJECTION, ...);

Как изменить код?

Поиск по слову SetVertexShaderConstant(2 не приведет Вас ни к чему новому. Это потому что код использования Проекционной матрицы вынесен в шейдерный!

Чтобы убедиться в этом загляните внутрь любого из файлов в папке Media\Shaders из той папки куда Вы распаковали архив данного примера.

Следовательно вывод модели земной поверхности должен происходить с учетом этих фактов.

Возникает резонный вопрос: А как происходит вывод в случае анимированной модели?

Опорными точками для понимания сути данного метода могут служить строки

m_pd3dDevice.SetStreamSource(0, m_pVB, sizeof(CUSTOMVERTEX));
m_pd3dDevice.SetVertexShader(m_dwShader);
m_pd3dDevice.SetIndices(m_pIB, 0);
m_pd3dDevice.DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 0,
m_dwNumVertices, 0, m_dwNumIndices);

взятые из метода отрисовки Render примера Подлодка и Подводный мир.

Нечто подобное надо искать и внутри метода DrawFrames

Тогда станет ясно где и как это происходит.

Обновления и новости о развитии Delphi DirectX проекта
смотри на сайтах:

http://www.megainformaticsite.pochta.ru

http://www.megainformatic.boom.ru

по всем вопросам пишите на megainformatic@mail.ru или оставьте сообщение на форуме