[DirectX9] HLSLプログラミング入門とシェーダーの活用法

// これはコメントです
float4 main(float4 position : POSITION) : SV_POSITION
{
    return position; // 位置をそのまま返す
}

float myFloat = 0.5; // 単精度浮動小数点数の変数
float3 myVector = float3(1.0, 0.0, 0.0); // 3次元ベクトル

float4 MultiplyColor(float4 color, float factor)
{
    return color * factor; // 色をスカラーで乗算
}
float4 main(float4 position : POSITION) : SV_POSITION
{
    float4 color = float4(1.0, 0.5, 0.5, 1.0); // 初期色
    return MultiplyColor(color, 0.5); // 色を半分に暗くする
}

struct VertexInput
{
    float4 position : POSITION; // 頂点の位置
    float4 color : COLOR; // 頂点の色
};
struct PixelOutput
{
    float4 color : SV_TARGET; // ピクセルの色
};
PixelOutput main(VertexInput input)
{
    PixelOutput output;
    output.color = input.color; // 入力の色をそのまま出力
    return output;
}

struct VertexInput
{
    float4 position : POSITION; // 頂点の位置
    float4 color : COLOR;       // 頂点の色
};

struct VertexOutput
{
    float4 position : SV_POSITION; // 変換後の位置
    float4 color : COLOR;          // 変換後の色
};

VertexOutput main(VertexInput input)
{
    VertexOutput output;
    output.position = input.position; // 位置をそのまま出力
    output.color = input.color;       // 色のコピー
    return output;
}

struct PixelInput
{
    float4 color : COLOR; // 入力の色
};
float4 main(PixelInput input) : SV_TARGET
{
    return input.color; // 入力の色をそのまま出力
}

struct VertexInput
{
    float4 position : POSITION; // 頂点の位置
    float4 color : COLOR;       // 頂点の色
};

struct VertexOutput
{
    float4 position : SV_POSITION; // 変換後の位置
    float4 color : COLOR;          // 変換後の色
};

VertexOutput main(VertexInput input)
{
    VertexOutput output;
    output.position = input.position; // 位置をそのまま出力
    output.color = input.color;       // 色のコピー
    return output;
}

#include <d3d9.h>
#include <d3dx9.h>
// DirectXデバイスの初期化
IDirect3DDevice9* device = nullptr;
// シェーダーの読み込みと設定
ID3DXBuffer* shaderBuffer = nullptr;
D3DXCompileShaderFromFile("shader.hlsl", nullptr, nullptr, "main", "vs_3_0", 0, &shaderBuffer, nullptr, nullptr);
device->CreateVertexShader((DWORD*)shaderBuffer->GetBufferPointer(), &vertexShader);
device->SetVertexShader(vertexShader);
// レンダリングループでの使用
device->BeginScene();
// シェーダーを使用して描画
device->EndScene();

// 頂点シェーダー
struct VertexInput
{
    float4 position : POSITION; // 頂点の位置
    float4 color : COLOR; // 頂点の色
};

struct VertexOutput
{
    float4 position : SV_POSITION; // 変換後の位置
    float4 color : COLOR; // 変換後の色
};

VertexOutput VSMain(VertexInput input)
{
    VertexOutput output;
    // 頂点の位置をそのまま出力
    output.position = input.position;
    output.color = input.color; // 色をそのままコピー
    return output;
}

// ピクセルシェーダー
float4 PSMain(VertexOutput input) : SV_TARGET
{
    return input.color; // 入力の色をそのまま出力
}

#include <d3d9.h>
#include <d3dx9.h>
// DirectXデバイスの初期化
IDirect3DDevice9* device = nullptr;
IDirect3DVertexShader9* vertexShader = nullptr;
IDirect3DPixelShader9* pixelShader = nullptr;
// 頂点データの定義
struct Vertex
{
    float x, y, z; // 位置
    DWORD color;   // 色
};
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE)
Vertex vertices[] =
{
    {  0.0f,  0.5f, 0.0f, 0xFFFF0000 }, // 画面中央上部の赤い頂点
    {  0.5f, -0.5f, 0.0f, 0xFF00FF00 }, // 画面右下の緑の頂点
    { -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0xFF0000FF }  // 画面左下の青い頂点
};

// シェーダーの読み込みと設定
void SetupShaders()
{
    ID3DXBuffer* shaderBuffer = nullptr;

    // 頂点シェーダーのコンパイル
    HRESULT hr = D3DXCompileShaderFromFile(L"shader.hlsl", nullptr, nullptr, "VSMain", "vs_3_0", 0, &shaderBuffer, nullptr, nullptr);
    if (FAILED(hr))
    {
        MessageBox(nullptr, L"頂点シェーダーのコンパイルに失敗しました。", L"エラー", MB_OK | MB_ICONERROR);
        exit(1);
    }
    device->CreateVertexShader((DWORD*)shaderBuffer->GetBufferPointer(), &vertexShader);
    shaderBuffer->Release();

    // ピクセルシェーダーのコンパイル
    hr = D3DXCompileShaderFromFile(L"shader.hlsl", nullptr, nullptr, "PSMain", "ps_3_0", 0, &shaderBuffer, nullptr, nullptr);
    if (FAILED(hr))
    {
        MessageBox(nullptr, L"ピクセルシェーダーのコンパイルに失敗しました。", L"エラー", MB_OK | MB_ICONERROR);
        exit(1);
    }
    device->CreatePixelShader((DWORD*)shaderBuffer->GetBufferPointer(), &pixelShader);
    shaderBuffer->Release();

    // シェーダーをデバイスに設定
    device->SetVertexShader(vertexShader);
    device->SetPixelShader(pixelShader);
}

// レンダリングループ
void Render()
{
    // 背景を青にクリアする
    device->Clear(0, nullptr, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(0, 0, 255), 1.0f, 0);

    device->BeginScene();

    device->SetFVF(D3DFVF_CUSTOMVERTEX);


    // 三角形を描画
    device->DrawPrimitiveUP(D3DPT_TRIANGLELIST, 1, vertices, sizeof(Vertex));

    device->EndScene();
    device->Present(nullptr, nullptr, nullptr, nullptr);
}



// ウィンドウプロシージャ
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (uMsg)
    {
    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);
        return 0;
    }
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    // ウィンドウクラスの登録
    WNDCLASSEX wc = {};
    wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wc.lpfnWndProc = WindowProc;
    wc.hInstance = hInstance;
    wc.hCursor = LoadCursor(nullptr, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1);
    wc.lpszClassName = L"DirectXWindowClass";

    if (!RegisterClassEx(&wc))
    {
        MessageBox(nullptr, L"ウィンドウクラスの登録に失敗しました。", L"エラー", MB_OK | MB_ICONERROR);
        return -1;
    }

    // ウィンドウの作成
    HWND hwnd = CreateWindowEx(0, L"DirectXWindowClass", L"DirectX Window",
        WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 800, 600,
        nullptr, nullptr, hInstance, nullptr);

    if (!hwnd)
    {
        MessageBox(nullptr, L"ウィンドウの作成に失敗しました。", L"エラー", MB_OK | MB_ICONERROR);
        return -1;
    }

    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hwnd);

    // DirectXデバイスの初期化
    IDirect3D9* d3d = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
    if (!d3d)
    {
        MessageBox(hwnd, L"Direct3Dの初期化に失敗しました。", L"エラー", MB_OK | MB_ICONERROR);
        return -1;
    }

    D3DPRESENT_PARAMETERS pp = {};
    pp.Windowed = TRUE;
    pp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    pp.hDeviceWindow = hwnd; // 正しいウィンドウハンドルを指定
    pp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN;

    HRESULT hr = d3d->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hwnd, D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING, &pp, &device);
    if (FAILED(hr))
    {
        MessageBox(hwnd, L"Direct3Dデバイスの作成に失敗しました。", L"エラー", MB_OK | MB_ICONERROR);
        d3d->Release();
        return -1;
    }

    // シェーダーの読み込みと設定
    SetupShaders();

    // レンダリングループ
    MSG msg = {};
    while (msg.message != WM_QUIT)
    {
        if (PeekMessage(&msg, nullptr, 0, 0, PM_REMOVE))
        {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
        else
        {
            Render();
        }
    }

    // 後片付け
    if (device) device->Release();
    if (d3d) d3d->Release();

    return static_cast<int>(msg.wParam);
}

// ピクセルシェーダー
float4 PSMain(VertexOutput input) : SV_TARGET
{
    // グレースケールの計算
    float gray = dot(input.color.rgb, float3(0.3, 0.59, 0.11));
    return float4(gray, gray, gray, input.color.a); // グレースケール化された色を出力
}

// 照明効果を実装したシェーダー
float4 LightPosition; // 光源の位置
float4 LightColor;    // 光源の色
float4 PSMain(VertexOutput input) : SV_TARGET
{
    float3 normal = normalize(input.normal); // 法線の正規化
    float3 lightDir = normalize(LightPosition.xyz - input.position.xyz); // 光源方向の計算
    float diffuse = max(dot(normal, lightDir), 0.0); // 拡散反射の計算
    return input.color * LightColor * diffuse; // 照明効果を適用した色
}

// テクスチャマッピングを実装したシェーダー
Texture2D myTexture;
SamplerState samplerState;
float4 PSMain(VertexOutput input) : SV_TARGET
{
    float4 texColor = myTexture.Sample(samplerState, input.texCoord); // テクスチャのサンプリング
    return texColor * input.color; // テクスチャ色と頂点色の合成
}

// ブラー効果を実装したシェーダー
float4 PSMain(VertexOutput input) : SV_TARGET
{
    float4 color = float4(0, 0, 0, 0);
    for (int i = -2; i <= 2; ++i)
    {
        for (int j = -2; j <= 2; ++j)
        {
            color += myTexture.Sample(samplerState, input.texCoord + float2(i, j) * 0.001);
        }
    }
    return color / 25.0; // 平均化してブラー効果を適用
}

// 特定の色を強調するカスタムシェーダー
float4 HighlightColor; // 強調する色
float4 PSMain(VertexOutput input) : SV_TARGET
{
    float4 texColor = myTexture.Sample(samplerState, input.texCoord);
    float intensity = dot(texColor.rgb, HighlightColor.rgb); // 色の強度を計算
    return lerp(texColor, HighlightColor, intensity); // 強調色と元の色をブレンド
}