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C-/C++-Quelltext

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

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

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

struct SVertex
{
    tbVector3           vPosition;  // Position des Vertex

    tbVector3           vNormal;    // Normalvector

    tbVector2           vTexture;   // Texturkoordinaten

    static const DWORD  dwFVF;      // Vertexformat

};

const DWORD SVertex::dwFVF = D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1;

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

// Globale Variablen

const int               g_iNumCubes = 2048;             // Anzahl der Würfel

tbVector3               g_vCubeSpeed[g_iNumCubes];      // Geschwindigkeit des Würfels

float                   g_fTime = 0.0f;                 // Zeitzähler

SDirect3DParameters     g_Direct3DParameters;           // Direct3D-Parameter

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

SVertex*                g_pVertices;
DWORD                   g_dwFogColor = D3DCOLOR_XRGB(0, 0, 0);  // Die Nebelfarbe

float                   g_FogDensity = 0.005f;
float                   g_fCameraSpeed = 0.0f;

C-/C++-Quelltext

tbResult Render(float fNumSecsPassed)
{
    HRESULT     hResult;
    float       fAspect;
    tbMatrix    mCamera;
    tbMatrix    mProjection;
    D3DLIGHT9   Light;

    ZeroMemory(&Light, sizeof(D3DLIGHT9));

    Light.Type = D3DLIGHT_POINT;
    Light.Diffuse = tbColor(1.0f, 1.0f, 1.0f);
    Light.Ambient = tbColor(1.0f, 1.0f, 1.0f);
    Light.Specular = tbColor(1.0f, 1.0f, 1.0f);
    Light.Position = tbVector3(0.0f, 0.0f, 20.0f);
    Light.Direction = tbVector3(sinf(fNumSecsPassed * 10), 0.0f, cosf(fNumSecsPassed * 10));
    Light.Range = 999.0f;
    Light.Attenuation0 = 1.0f;
    Light.Attenuation1 = 0.0f;
    Light.Attenuation2 = 0.0f;
    Light.Theta = 30.0f;
    Light.Phi = 40.0f;
    Light.Falloff = 1.0f;

    g_pD3DDevice->SetLight(0, &Light);
    g_pD3DDevice->LightEnable(0, TRUE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_AMBIENT, tbColor(0.25f, 0.25f, 0.25f));

    // Den Bildpuffer und den Z-Buffer leeren

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

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

    // Szene beginnen

    g_pD3DDevice->BeginScene();
    
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_FOGENABLE, TRUE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_RANGEFOGENABLE, TRUE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_FOGVERTEXMODE, D3DFOG_EXP2);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_FOGTABLEMODE, D3DFOG_NONE);
    
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_FOGCOLOR, g_dwFogColor); 
    g_pD3DDevice->SetRenderState( D3DRS_FOGDENSITY, *( DWORD* )( &g_FogDensity ) );
    

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


    // 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));

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


    // Alle Würfel auf einmal zeichnen.

    // 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;
}

C-/C++-Quelltext

tbResult InitScene()
{
    HRESULT         hResult;
    unsigned short* pusIndices;
    tbVector3       vCubePosition;
    int             iStartVertex;
    int             iStartIndex;



    // Vertexformat setzen

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

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

    // Culling ausschalten, Dithering aktivieren

    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_DITHERENABLE, TRUE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, TRUE);
    g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, 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(g_iNumCubes * 8 * sizeof(SVertex),
                                                         D3DUSAGE_DYNAMIC,
                                                         SVertex::dwFVF,
                                                         D3DPOOL_DEFAULT,
                                                         &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(g_iNumCubes * 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**)(&g_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

        vCubePosition = tbVector3Random() * tbFloatRandom(20.0f, 250.0f);

        // Zufälliger Bewegungs-Vector des Würfels

        g_vCubeSpeed[iCube] = tbVector3Random();

        // Startvertex und Startindex für diesen Würfel berechnen.

        // Diese Werte beschreiben, an welcher Stelle im Vertex- und Index-Buffer

        // die Daten des aktuellen Würfels beginnen.

        iStartVertex = iCube * 8;
        iStartIndex = iCube * 36;

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

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

        for(int iVertex = iStartVertex; iVertex < iStartVertex + 8; iVertex++)
        {
            // Texturkoordinaten generieren

            g_pVertices[iVertex].vTexture = tbVector2Random();
            g_pVertices[iVertex].vNormal = tbVector3Normalize(g_pVertices[iVertex].vPosition - vCubePosition);
        }

        // 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[iStartIndex + iIndex] = aiIndex[iIndex] + iStartVertex;
        }
    }

    // Vertex- und Index-Buffer wieder entsperren

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

    return TB_OK;
}

C-/C++-Quelltext

tbResult Move(float fNumSecsPassed)
{
    tbVector3 vCameraDirection;
    const int iMaxSpeed = 10;

    // 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));

    // Geschwindigkeit der Kamera erhöhen / senken -- 10 ist max, -10min

    if(GetAsyncKeyState(VK_UP) && g_fCameraSpeed < iMaxSpeed) g_fCameraSpeed++;
    if(GetAsyncKeyState(VK_DOWN) && g_fCameraSpeed > -iMaxSpeed) g_fCameraSpeed--;

    // neue Geschwindigkeit addieren (negativer Faktor = rückwärts)

    g_vCameraPosition += vCameraDirection * g_fCameraSpeed * fNumSecsPassed;

    // Die Nebelfarbe und Nebeldichte in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit

    g_dwFogColor = tbColor(0.0f, g_fCameraSpeed * -1.0f ,g_fCameraSpeed * 1.0f);
    g_FogDensity = 0.005f * (g_fCameraSpeed);

    // 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);

    //Vertex-Buffer sperren

    g_pVertexBuffer->Lock(0, 0, (void**)(&g_pVertices), D3DLOCK_NOSYSLOCK);

    //die Position jedes Würfels aktualisieren

    for(int iCube = 0; iCube < g_iNumCubes; iCube++)
    {
        int iStartVertex = 8 * iCube;
        tbVector3   vCubePosition;  // Position des Würfels

        tbVector3   vWayToCamera;   // Richtung + Abstand zur Kamera

        float       fCubeSpeed;     // Geschwindigkeit des Würfels

    
        //Position (Mittelpunkt) des Würfels mit Hilfe einer Ecke (1,1,1) berechnen

        vCubePosition = g_pVertices[iStartVertex + 2].vPosition - tbVector3(1.0f, 1.0f, 1.0f);
        
        //Vector vom Würfel zur Kamera

        vWayToCamera = g_vCameraPosition - vCubePosition;

        //Geschwindigkeit des Würfels aus Länge des Richtungsvektors ermitteln

        fCubeSpeed = tbVector3Length(g_vCubeSpeed[iCube]);

        //Vector zur Kamera auf die selbe Länge (Geschwindigkeit) bringen

        vWayToCamera = tbVector3NormalizeEx(vWayToCamera);
        vWayToCamera *= fCubeSpeed;

        //mit Hilfe der Interpolation eine neue Richtung

        g_vCubeSpeed[iCube] = tbVector3InterpolateCoords(g_vCubeSpeed[iCube], vWayToCamera, 0.1f);
        g_vCubeSpeed[iCube] = tbVector3NormalizeEx(g_vCubeSpeed[iCube]);
        g_vCubeSpeed[iCube] *= fCubeSpeed;

        //nun die Position aktualisieren

        g_pVertices[iStartVertex + 0].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed; 
        g_pVertices[iStartVertex + 1].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed;
        g_pVertices[iStartVertex + 2].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed;
        g_pVertices[iStartVertex + 3].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed;
        g_pVertices[iStartVertex + 4].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed;
        g_pVertices[iStartVertex + 5].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed;
        g_pVertices[iStartVertex + 6].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed;
        g_pVertices[iStartVertex + 7].vPosition += g_vCubeSpeed[iCube] * fNumSecsPassed;
    }

    //Vertex-Buffer wieder freigeben

    g_pVertexBuffer->Unlock();

    return TB_OK;
}