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14 February 2007 の記事

D3D10 GeometryShaderでspriteで書いた
1頂点を4点のポリゴンに展開する GeometryShader の例です。
VS_OUTPUT の Size には、xy に texcoord のサイズが、zw に右下の頂点座標が
入ります。この zw の計算は VertexShader で行っています。

VS_OUTPUT は VertexShader の出力、GS_OUTPUT はそのまま PixelShader の入力
になります。

struct VS_OUTPUT {
float4 Pos : SV_POSITION;
float2 Tex : TEXCOORD;
float4 Size : SIZE; // .xy=uvsize .zw=right/bottom
float4 Color : COLOR;
};

struct GS_OUTPUT {
float4 Pos : SV_POSITION;
float2 Tex : TEXCOORD;
float4 Color : COLOR;
};


[maxvertexcount(6)]
void GS_Main( point VS_OUTPUT In[1], inout TriangleStream<GS_OUTPUT> gsstream )
{
GS_OUTPUT Out;

// 左上三角
Out.Pos= In[0].Pos;
Out.Tex= In[0].Tex;
Out.Color= In[0].Color;
gsstream.Append( Out );

Out.Pos= In[0].Pos; Out.Pos.x= In[0].Size.z;
Out.Tex= In[0].Tex; Out.Tex.x+= In[0].Size.x;
Out.Color= In[0].Color;
gsstream.Append( Out );

Out.Pos= In[0].Pos; Out.Pos.y= In[0].Size.w;
Out.Tex= In[0].Tex; Out.Tex.y+= In[0].Size.y;
Out.Color= In[0].Color;
gsstream.Append( Out );

gsstream.RestartStrip();

// 右下三角
Out.Pos= In[0].Pos; Out.Pos.y= In[0].Size.w;
Out.Tex= In[0].Tex; Out.Tex.y+= In[0].Size.y;
Out.Color= In[0].Color;
gsstream.Append( Out );

Out.Pos= In[0].Pos; Out.Pos.x= In[0].Size.z;
Out.Tex= In[0].Tex; Out.Tex.x+= In[0].Size.x;
Out.Color= In[0].Color;
gsstream.Append( Out );

Out.Pos= In[0].Pos; Out.Pos.xy= In[0].Size.zw;
Out.Tex= In[0].Tex; Out.Tex.xy+= In[0].Size.xy;
Out.Color= In[0].Color;
gsstream.Append( Out );

gsstream.RestartStrip();
}


Direct3D10 では、GeometryShader を使って頂点を増やすことができます。
従来任意の 2D の画像を描画する場合、描画には 4頂点分のデータが必要でした。
例えば x y u v color 等の5要素を 4頂点分使い、TriangleList の 2つの三角
ポリゴンとして描画します。


●頂点
0, 0, 0, 0, 0xffffffff,
32, 0, 1, 0, 0xffffffff,
0, 32, 0, 1, 0xffffffff,
32, 32, 1, 1, 0xffffffff,

●インデックス
0, 1, 2,
2, 1, 3,

そのため CPU 側で4頂点分の計算を行い4頂点分のデータを書き込む必要があります。
D3D10 では、GeometryShader を使うことでもっと簡単に描画できるようになります。

例えば頂点形式を x y w h u v us vs color の 8要素として、PointList を使い

0, 0, 32, 32, 0, 0, 1, 1, 0xfffffff,

となります。PrimitiveType が PointList なのでインデックスは不要です。
これを GeometryShader を使って、4頂点の矩形である 2ポリゴンに変換することが
できます。

昔の PointSprite のような感じです。
違いは uv を自由に指定できて大きさも任意であること。
特徴は 1頂点だけで制御できるので CPU 側の演算が不要でバッファも少なくて
済みます。

こんな風に、GeometryShader は工夫次第でハードウエアでカスタマイズできる
2D 向けの Sprite 機能としても活用できるわけです。

Shader でなんでもできるので、頂点に回転角度を入れて回転機能を持たせる
なんてことももちろん可能でしょう。