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C-/C++-Quelltext

// Kapitel 2

// Beispielprogramm 05

// ===================

// Hier wird der Umgang mit Vertex- und Index-Buffern demonstriert.

// Es wird ein Feld von Würfeln generiert.

// Außerdem ist dies das erste interaktive Programm, denn es ist dem

// Benutzer gestattet, die Kamera mit den Pfeiltasten zu bewegen.


#include <Windows.h>
#include <TriBase.h>
#include "..\\..\\Allgemeines\\InitWindow.h"
#include "..\\..\\Allgemeines\\Direct3DEnum.h"
#include "..\\..\\Allgemeines\\InitDirect3D.h"
#include "Resource.h"

// ******************************************************************

// Struktur für einen Vertex: Position, Farbe und Texturkoordinaten

struct SVertex
{
    tbVector3           vPosition;  // Position des Vertex

    DWORD               dwColor;    // Farbe des Vertex

    tbVector2           vTexture;   // Texturkoordinaten

    static const DWORD  dwFVF;      // Vertexformat

};

const DWORD SVertex::dwFVF = D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE | D3DFVF_TEX1;

// ******************************************************************

// Struktur für den Würfel

struct SCube
{
    tbVector3   vPosition;      // Position

    tbVector3   vVelocity;      // Bewegung (Richtung und Geschwindigkeit)

};

// ******************************************************************

// Globale Variablen

const int               g_iNumCubes = 1024;             // Anzahl der Würfel

float                   g_fTime = 0.0f;                 // Zeitzähler

SDirect3DParameters     g_Direct3DParameters;           // Direct3D-Parameter

SCube                   g_aCubes[g_iNumCubes];          // Die Würfel

PDIRECT3DTEXTURE9       g_pTexture = NULL;              // Die Textur

PDIRECT3DVERTEXBUFFER9  g_pVertexBuffer = NULL;         // Vertex-Buffer

PDIRECT3DINDEXBUFFER9   g_pIndexBuffer = NULL;          // Index-Buffer

tbVector3               g_vCameraPosition;              // Die Kameraposition

float                   g_fCameraAngle = 0.0f;          // Drehwinkel der Kamera

float                   g_fFOV = TB_DEG_TO_RAD(90.0f);  // Sichtfeld


// ******************************************************************

// Render-Funktion

tbResult Render(float fNumSecsPassed)
{
    HRESULT     hResult;
    float       fAspect;
    tbMatrix    mCamera;
    tbMatrix    mTranslation;
    tbMatrix    mProjection;


    // Den Bildpuffer und den Z-Buffer leeren

    if(FAILED(hResult = g_pD3DDevice->Clear(0,
                                            NULL,
                                            D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER,
                                            D3DCOLOR_XRGB(0, 0, 0),
                                            1.0f,
                                            0)))
    {
        // Fehler beim Leeren!

        TB_ERROR_DIRECTX("g_pD3DDevice->Clear", hResult, TB_STOP);
    }

    // Szene beginnen

    g_pD3DDevice->BeginScene();

    // ------------------------------------------------------------------


    // Die Kameramatrix erzeugen und einsetzen.

    // Dafür benötigen wir die Kameraposition, den Blickpunkt der Kamera und

    // die lokale y-Achse der Kamera, die normalerweise (0, 1, 0) ist (es sei denn,

    // die Kamera "rollt").

    mCamera = tbMatrixCamera(g_vCameraPosition,
                             g_vCameraPosition + tbVector3(sinf(g_fCameraAngle),
                                                           0.0f,
                                                           cosf(g_fCameraAngle)),
                             tbVector3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
    g_pD3DDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, (D3DMATRIX*)(&mCamera));

    // Das Bildseitenverhältnis berechnen

    fAspect =   (float)(g_Direct3DParameters.VideoMode.Width)
              / (float)(g_Direct3DParameters.VideoMode.Height);

    // Die Projektionsmatrix erzeugen und einsetzen.

    // Das geschieht hier einmal pro Bild, weil das Sichtfeld variabel ist.

    mProjection = tbMatrixProjection(g_fFOV,    // Sichtfeld

                                     fAspect,   // Bildseitenverhältnis

                                     0.1f,      // Nahe Clipping-Ebene

                                     250.0f);   // Ferne Clipping-Ebene

    g_pD3DDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, (D3DMATRIX*)(&mProjection));

    // ------------------------------------------------------------------


    for(int iCube = 0; iCube < g_iNumCubes; iCube++)
    {
        mTranslation = tbMatrixTranslation(g_aCubes[iCube].vPosition);
        g_pD3DDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, (D3DMATRIX*)(&mTranslation));

        // Zuerst den Vertex- und den Index-Buffer als Datenquelle aktivieren.

        g_pD3DDevice->SetStreamSource(0, g_pVertexBuffer, 0, sizeof(SVertex));
        g_pD3DDevice->SetIndices(g_pIndexBuffer);

        // Zeichnen!

        hResult = g_pD3DDevice->DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST,    // Dreiecksliste

                                                  0,                        // Basisvertexindex

                                                     0,                     // Der kleinste Index

                                                     g_iNumCubes * 8,       // Diff. zw. größtem u. kleinstem Index

                                                     0,                     // Von Anfang an zeichnen

                                                     g_iNumCubes * 12);     // 12 Dreiecke pro Würfel

        if(FAILED(hResult))
        {
            // Fehler beim Zeichnen!

            TB_ERROR_DIRECTX("g_pD3DDevice->DrawIndexedPrimitive", hResult, TB_STOP);
        }
    }

    // Szene beenden

    g_pD3DDevice->EndScene();

    // Der große Moment: den Bildpuffer sichtbar machen

    g_pD3DDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);

    return TB_OK;
}

// ******************************************************************

// Move-Funktion

tbResult Move(float fNumSecsPassed)
{
    tbVector3 vCameraDirection;

    // Zeitzähler erhöhen

    g_fTime += fNumSecsPassed;

    // Wenn der Benutzer die Pfeiltaste nach links oder rechts drückt,

    // erhöhen bzw. verringern wir den Drehwinkel der Kamera.

    // Die Kamera soll sich mit 45° pro Sekunde drehen.

    if(GetAsyncKeyState(VK_LEFT)) g_fCameraAngle -= TB_DEG_TO_RAD(45.0f) * fNumSecsPassed;
    if(GetAsyncKeyState(VK_RIGHT)) g_fCameraAngle += TB_DEG_TO_RAD(45.0f) * fNumSecsPassed;

    // Wenn der Benutzer die Pfeiltaste nach oben oder unten drückt,

    // wird die Kamera vor- bzw. zurückbewegt. Dazu addieren wir die

    // Kamerablickrichtung zur Kameraposition bzw. subtrahieren sie.

    // Die Blickrichtung wird mit dem Sinus und dem Kosinus des Drehwinkels

    // der Kamera berechnet. Bewegung ist nur auf der xz-Ebene möglich.

    // Nun berechnen wir die Blickrichtung.

    vCameraDirection = tbVector3(sinf(g_fCameraAngle), 0.0f, cosf(g_fCameraAngle));

    // Die Kamera soll sich mit 10 Einheiten pro Sekunde bewegen.

    // Die Blickrichtung ist normalisiert und hat daher die Länge 1.

    if(GetAsyncKeyState(VK_UP)) g_vCameraPosition += vCameraDirection * 10.0f * fNumSecsPassed;
    if(GetAsyncKeyState(VK_DOWN)) g_vCameraPosition -= vCameraDirection * 10.0f * fNumSecsPassed;

    // Die Tasten "Bild auf" und "Bild ab" verändern das Sichtfeld.

    // So kann man in das Bild "hineinzoomen", mit 15 Grad pro Sekunde.

    if(GetAsyncKeyState(VK_PRIOR)) g_fFOV -= TB_DEG_TO_RAD(15.0f) * fNumSecsPassed;
    if(GetAsyncKeyState(VK_NEXT)) g_fFOV += TB_DEG_TO_RAD(15.0f) * fNumSecsPassed;

    // Das Sichtfeld darf 180° und 0° nicht erreichen.

    if(g_fFOV >= TB_DEG_TO_RAD(180.0f)) g_fFOV = TB_DEG_TO_RAD(179.9f);
    else if(g_fFOV <= TB_DEG_TO_RAD(0.0f)) g_fFOV = TB_DEG_TO_RAD(0.1f);

    return TB_OK;
}

// ******************************************************************

// Herunterfahren der Szene

// Hier folgt eigentlich die ExitScene-Funktion


// ******************************************************************

// Herunterfahren der Anwendung

// Hier folgt eigentlich die ExitApplication-Funktion


// ******************************************************************

// Initialisieren der Szene

tbResult InitScene()
{
    HRESULT         hResult;
    SVertex*        pVertices;
    unsigned short* pusIndices;

    // Vertexformat setzen

    if(FAILED(hResult = g_pD3DDevice->SetFVF(SVertex::dwFVF)))
    {
        // Fehler beim Setzen des Vertexformats!

        TB_ERROR_DIRECTX("g_pD3DDevice->SetFVF", hResult, TB_ERROR);
    }

    // Beleuchtung und Culling ausschalten, Dithering aktivieren

    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_DITHERENABLE, TRUE);

    // Bilineare Texturfilter mit linearem MIP-Mapping

    g_pD3DDevice->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
    g_pD3DDevice->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
    g_pD3DDevice->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MIPFILTER, D3DTEXF_LINEAR);

    // Die Textur laden

    if(FAILED(hResult = D3DXCreateTextureFromFileEx(g_pD3DDevice,       // Device

                                                    "Texture.bmp",      // Dateiname

                                                    D3DX_DEFAULT,       // Breite

                                                    D3DX_DEFAULT,       // Höhe

                                                    D3DX_DEFAULT,       // MIP-Maps

                                                    0,                  // Verwendungszweck

                                                    D3DFMT_UNKNOWN,     // Format

                                                    D3DPOOL_MANAGED,    // Speicherklasse

                                                    D3DX_FILTER_NONE,   // Filter

                                                    D3DX_DEFAULT,       // MIP-Map-Filter

                                                    0,                  // Color-Key

                                                    NULL,               // Unwichtig

                                                    NULL,               // Unwichtig

                                                    &g_pTexture)))      // Die Textur

    {
        // Fehler!

        TB_ERROR_DIRECTX("D3DXCreateTextureFromFileEx", hResult, TB_ERROR);
    }

    // Und nun die Textur einsetzen

    g_pD3DDevice->SetTexture(0, g_pTexture);

    // ------------------------------------------------------------------


    // Den Vertex-Buffer erstellen. Jeder Würfel benötigt 8 Vertizes.

    // Daher ist die Vertex-Buffer-Größe gleich Anzahl der Würfel mal 8 mal Vertexgröße.

    if(FAILED(hResult = g_pD3DDevice->CreateVertexBuffer(8 * sizeof(SVertex),
                                                         0,
                                                         SVertex::dwFVF,
                                                         D3DPOOL_MANAGED,
                                                         &g_pVertexBuffer,
                                                         NULL)))
    {
        // Fehler beim Erstellen des Vertex-Buffers!

        TB_ERROR_DIRECTX("g_pD3DDevice->CreateVertexBuffer", hResult, TB_ERROR);
    }

    // Nun generieren wir den Index-Buffer. Jeder Würfel braucht 36 Indizes.

    // Es wird ein 16-Bit-Index-Buffer verwendet.

    if(FAILED(hResult = g_pD3DDevice->CreateIndexBuffer(36 * 2,
                                                        0,
                                                        D3DFMT_INDEX16,
                                                        D3DPOOL_MANAGED,
                                                        &g_pIndexBuffer,
                                                        NULL)))
    {
        // Fehler beim Erstellen des Index-Buffers!

        TB_ERROR_DIRECTX("g_pD3DDevice->CreateIndexBuffer", hResult, TB_ERROR);
    }

    // Vertex- und Index-Buffer komplett sperren

    g_pVertexBuffer->Lock(0, 0, (void**)(&pVertices), D3DLOCK_NOSYSLOCK);
    g_pIndexBuffer->Lock(0, 0, (void**)(&pusIndices), D3DLOCK_NOSYSLOCK);

    // Nun gehen wir jeden einzelnen Würfel durch.

    for(int iCube = 0; iCube < g_iNumCubes; iCube++)
    {
        // Zufällige Position für diesen Würfel erzeugen

        g_aCubes[iCube].vPosition = tbVector3Random() * tbFloatRandom(20.0f, 250.0f);

        // Zufällige Bewegung für deisen Würfel erzeugen

        g_aCubes[iCube].vVelocity = tbVector3Random() * tbFloatRandom(0.1f, 5.0f);
    }

    // Vertizes für diesen Würfel generieren. Erst die Positionsangaben.

    pVertices[0].vPosition = tbVector3(-1.0f,  1.0f, -1.0f);
    pVertices[1].vPosition = tbVector3(-1.0f,  1.0f,  1.0f);
    pVertices[2].vPosition = tbVector3( 1.0f,  1.0f,  1.0f);
    pVertices[3].vPosition = tbVector3( 1.0f,  1.0f, -1.0f);
    pVertices[4].vPosition = tbVector3(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
    pVertices[5].vPosition = tbVector3(-1.0f, -1.0f,  1.0f);
    pVertices[6].vPosition = tbVector3( 1.0f, -1.0f,  1.0f);
    pVertices[7].vPosition = tbVector3( 1.0f, -1.0f, -1.0f);

    for(int iVertex = 0; iVertex < 8; iVertex++)
    {
        // Zufallsfarbe erzeugen (Alpha = 1)

        pVertices[iVertex].dwColor = tbColorRandom(1.0f) * 2.0f;

        // Texturkoordinaten generieren

        pVertices[iVertex].vTexture = tbVector2Random();
    }

    // Nun die Indizes eintragen. Jeweils drei von ihnen ergeben ein Dreieck.

    int aiIndex[36] = {0, 3, 7,   0, 7, 4,  // Vorderseite

                       2, 1, 5,   2, 5, 6,  // Hinterseite

                       1, 0, 4,   1, 4, 5,  // Linke Seite

                       3, 2, 6,   3, 6, 7,  // Rechte Seite

                       0, 1, 2,   0, 2, 3,  // Oberseite

                       6, 5, 4,   6, 4, 7}; // Unterseite


    // Die 36 Indizes in den Index-Buffer übertragen.

    // Zu jedem Indexwert muss noch der Startvertexwert addiert werden.

    for(int iIndex = 0; iIndex < 36; iIndex++)
    {
        // Index eintragen

        pusIndices[iIndex] = aiIndex[iIndex];
    }

    // Vertex- und Index-Buffer wieder entsperren

    g_pVertexBuffer->Unlock();
    g_pIndexBuffer->Unlock();

    return TB_OK;
}

// ******************************************************************

// Initialisierungsfunktion

// Hier folgt eigentlich die InitApplication-Funktion


// ******************************************************************

// Windows-Hauptfunktion

// Hier folgt eigentlich die WinMain-Funktion


// ******************************************************************

C-/C++-Quelltext

// ******************************************************************

// TransformVertexPositions-Funktion

tbResult TransformVertexPositions(PDIRECT3DVERTEXBUFFER9 vBuffer, tbMatrix mMatrix)
{
    // Beschreibung holen

    D3DVERTEXBUFFER_DESC Desc;
    vBuffer->GetDesc(&Desc);
    SVertex* pVertices;

    if(Desc.FVF & D3DFVF_XYZ)
    {
        int iSize = D3DXGetFVFVertexSize(Desc.FVF);
        int iAnzV = Desc.Size / iSize;
        for(int iVertex = 0; iVertex < iAnzV; iVertex++)
        {
            vBuffer->Lock(0, 0, (void**)(&pVertices), D3DLOCK_NOSYSLOCK);
            (tbMatrix)pVertices[iVertex].vPosition *= mMatrix;
            vBuffer->Unlock();
        }
    }

    return TB_OK;
}