Erstellen von Tiefenpuffer-Geräteressourcen
Hier erfahren Sie, wie Sie die zum Unterstützen von Tiefentests für Schattenvolumen erforderlichen Direct3D-Geräteressourcen erstellen. Teil 1 von Exemplarische Vorgehensweise: Implementieren von Schattenvolumen mithilfe von Tiefenpuffern in Direct3D 11.
Erforderliche Ressourcen
Zum Rendern einer Tiefenkarte für Schattenvolumen benötigen Sie die folgenden geräteabhängigen Direct3D-Ressourcen:
- Eine Ressource (Puffer) für die Tiefenkarte
- Eine Tiefenschablonenansicht und eine Shaderressourcenansicht für die Ressource
- Ein Vergleichs-Samplerstatusobjekt
- Konstantenpuffer für POV-Beleuchtungsmatrizen
- Einen Viewport zum Rendern der Schattenkarte (normalerweise ein quadratischer Viewport)
- Ein Renderstatusobjekt zum Aktivieren von Frontface-Culling
- Außerdem benötigen Sie ein Renderstatusobjekt, um wieder zum Backface-Culling zu wechseln, falls Sie noch keines verwenden.
Beachten Sie, dass die Erstellung dieser Ressourcen in eine geräteabhängige Ressourcenerstellungsroutine eingebunden werden muss. Auf diese Weise kann Ihr Renderer die Ressourcen neu erstellen, wenn (beispielsweise) ein neuer Gerätetreiber installiert wird oder der Benutzer Ihre App auf einen Monitor verschiebt, der an einen anderen Grafikadapter angeschlossen ist.
Überprüfen unterstützter Features
Rufen Sie vor dem Erstellen der Tiefenzuordnung die CheckFeatureSupport-Methode auf dem Direct3D-Gerät auf, fordern Sie D3D11_FEATURE_D3D9_SHADOW_SUPPORT an, und geben Sie eine D3D11_FEATURE_DATA_D3D9_SHADOW_SUPPORT-Struktur an.
D3D11_FEATURE_DATA_D3D9_SHADOW_SUPPORT isD3D9ShadowSupported;
ZeroMemory(&isD3D9ShadowSupported, sizeof(isD3D9ShadowSupported));
pD3DDevice->CheckFeatureSupport(
D3D11_FEATURE_D3D9_SHADOW_SUPPORT,
&isD3D9ShadowSupported,
sizeof(D3D11_FEATURE_D3D9_SHADOW_SUPPORT)
);
if (isD3D9ShadowSupported.SupportsDepthAsTextureWithLessEqualComparisonFilter)
{
// Init shadow map resources
Wenn dieses Feature nicht unterstützt wird, versuchen Sie nicht, Shader zu laden, die für die Shadermodell 4-Ebene kompiliert wurden, 9_x die Beispielvergleichsfunktionen aufrufen. Eine fehlende Unterstützung für dieses Feature bedeutet in vielen Fällen, dass es sich bei der GPU um ein älteres Gerät mit einem Treiber handelt, der nicht zur Unterstützung von mindestens WDDM 1.2 aktualisiert wurde. Wenn das Gerät mindestens Featureebene 10_0 unterstützt, können Sie stattdessen einen Beispielvergleichsshader laden, der für das Shadermodell 4_0 kompiliert wurde.
Erstellen des Tiefenpuffers
Versuchen Sie als Erstes, die Tiefenkarte in einem Tiefenformat mit einer höheren Genauigkeit zu erstellen. Richten Sie zuerst die entsprechenden Eigenschaften der Shaderressourcenansicht ein. Falls die Erstellung der Ressource fehlschlägt (z. B. weil zu wenig Gerätespeicher verfügbar ist oder ein Format von der Hardware nicht unterstützt wird), können Sie es mit einem Format mit geringerer Genauigkeit probieren und die Eigenschaften entsprechend ändern.
Dieser Schritt ist optional, wenn Sie nur ein Tiefenformat mit geringer Genauigkeit benötigen, z. B. beim Rendern auf Geräten der Direct3D-Featureebene 9_1 mit mittlerer Auflösung.
D3D11_TEXTURE2D_DESC shadowMapDesc;
ZeroMemory(&shadowMapDesc, sizeof(D3D11_TEXTURE2D_DESC));
shadowMapDesc.Format = DXGI_FORMAT_R24G8_TYPELESS;
shadowMapDesc.MipLevels = 1;
shadowMapDesc.ArraySize = 1;
shadowMapDesc.SampleDesc.Count = 1;
shadowMapDesc.BindFlags = D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE | D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL;
shadowMapDesc.Height = static_cast<UINT>(m_shadowMapDimension);
shadowMapDesc.Width = static_cast<UINT>(m_shadowMapDimension);
HRESULT hr = pD3DDevice->CreateTexture2D(
&shadowMapDesc,
nullptr,
&m_shadowMap
);
Erstellen Sie anschließend die Ressourcenansichten. Legen Sie den Mip-Slice für die Ansicht der Tiefenschablone auf null und die Mip-Ebenen für die Shaderressourcenansicht auf 1 fest. Beide weisen die Texturdimension TEXTURE2D auf, und beide müssen eine übereinstimmende DXGI_FORMAT verwenden.
D3D11_DEPTH_STENCIL_VIEW_DESC depthStencilViewDesc;
ZeroMemory(&depthStencilViewDesc, sizeof(D3D11_DEPTH_STENCIL_VIEW_DESC));
depthStencilViewDesc.Format = DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT;
depthStencilViewDesc.ViewDimension = D3D11_DSV_DIMENSION_TEXTURE2D;
depthStencilViewDesc.Texture2D.MipSlice = 0;
D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC shaderResourceViewDesc;
ZeroMemory(&shaderResourceViewDesc, sizeof(D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC));
shaderResourceViewDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2D;
shaderResourceViewDesc.Format = DXGI_FORMAT_R24_UNORM_X8_TYPELESS;
shaderResourceViewDesc.Texture2D.MipLevels = 1;
hr = pD3DDevice->CreateDepthStencilView(
m_shadowMap.Get(),
&depthStencilViewDesc,
&m_shadowDepthView
);
hr = pD3DDevice->CreateShaderResourceView(
m_shadowMap.Get(),
&shaderResourceViewDesc,
&m_shadowResourceView
);
Erstellen eines Vergleichsstatus
Erstellen Sie jetzt das Vergleichs-Samplerstatusobjekt. Featureebene 9_1 unterstützt nur D3D11_COMPARISON_LESS_EQUAL. Die Filterungsoptionen werden ausführlicher unter Unterstützen von Schattenkarten auf unterschiedlicher Hardware erläutert. Oder Sie setzen einfach Punktfilterung ein, um schnellere Schattenkarten zu erhalten.
Beachten Sie, dass Sie den D3D11_TEXTURE_ADDRESS_BORDER Adressmodus angeben können, der auf Geräten auf Featureebene 9_1 funktioniert. Dies gilt für Pixelshader, die vor dem Tiefentest nicht testen, ob sich das Pixel im Ansichtsfrustum der Beleuchtung befindet. Wenn Sie für jeden Rand 0 oder 1 angeben, können Sie steuern, ob Pixel außerhalb des Lichtkegels den Tiefentest bestehen – was bedeutet, ob sie beleuchtet werden oder sich im Schatten befinden.
Auf Featureebene 9_1 müssen die folgenden erforderlichen Werte festgelegt werden: MinLOD ist auf null, MaxLOD auf D3D11_FLOAT32_MAX und MaxAnisotropy auf 0 festgelegt.
D3D11_SAMPLER_DESC comparisonSamplerDesc;
ZeroMemory(&comparisonSamplerDesc, sizeof(D3D11_SAMPLER_DESC));
comparisonSamplerDesc.AddressU = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_BORDER;
comparisonSamplerDesc.AddressV = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_BORDER;
comparisonSamplerDesc.AddressW = D3D11_TEXTURE_ADDRESS_BORDER;
comparisonSamplerDesc.BorderColor[0] = 1.0f;
comparisonSamplerDesc.BorderColor[1] = 1.0f;
comparisonSamplerDesc.BorderColor[2] = 1.0f;
comparisonSamplerDesc.BorderColor[3] = 1.0f;
comparisonSamplerDesc.MinLOD = 0.f;
comparisonSamplerDesc.MaxLOD = D3D11_FLOAT32_MAX;
comparisonSamplerDesc.MipLODBias = 0.f;
comparisonSamplerDesc.MaxAnisotropy = 0;
comparisonSamplerDesc.ComparisonFunc = D3D11_COMPARISON_LESS_EQUAL;
comparisonSamplerDesc.Filter = D3D11_FILTER_COMPARISON_MIN_MAG_MIP_POINT;
// Point filtered shadows can be faster, and may be a good choice when
// rendering on hardware with lower feature levels. This sample has a
// UI option to enable/disable filtering so you can see the difference
// in quality and speed.
DX::ThrowIfFailed(
pD3DDevice->CreateSamplerState(
&comparisonSamplerDesc,
&m_comparisonSampler_point
)
);
Erstellen von Renderstatus
Erstellen Sie jetzt einen Renderstatus, den Sie zum Aktivieren von Frontface-Culling verwenden können. Beachten Sie, dass für Geräte der Featureebene 9_1 DepthClipEnable auf true festgelegt ist.
D3D11_RASTERIZER_DESC drawingRenderStateDesc;
ZeroMemory(&drawingRenderStateDesc, sizeof(D3D11_RASTERIZER_DESC));
drawingRenderStateDesc.CullMode = D3D11_CULL_BACK;
drawingRenderStateDesc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID;
drawingRenderStateDesc.DepthClipEnable = true; // Feature level 9_1 requires DepthClipEnable == true
DX::ThrowIfFailed(
pD3DDevice->CreateRasterizerState(
&drawingRenderStateDesc,
&m_drawingRenderState
)
);
Erstellen Sie einen Renderstatus, den Sie zum Aktivieren von Backface-Culling verwenden können. Falls Ihr Rendercode Backface-Culling bereits aktiviert, können Sie diesen Schritt überspringen.
D3D11_RASTERIZER_DESC shadowRenderStateDesc;
ZeroMemory(&shadowRenderStateDesc, sizeof(D3D11_RASTERIZER_DESC));
shadowRenderStateDesc.CullMode = D3D11_CULL_FRONT;
shadowRenderStateDesc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID;
shadowRenderStateDesc.DepthClipEnable = true;
DX::ThrowIfFailed(
pD3DDevice->CreateRasterizerState(
&shadowRenderStateDesc,
&m_shadowRenderState
)
);
Erstellen von Konstantenpuffern
Denken Sie daran, einen Konstantenpuffer für das Rendering aus der Perspektive der Beleuchtung zu erstellen. Mit diesem Konstantenpuffer können Sie die Beleuchtungsposition für den Shader angeben. Verwenden Sie für punktuelles Licht eine perspektivische Matrix und für gerichtetes Licht (z. B. Sonnenlicht) eine orthogonale Matrix.
DX::ThrowIfFailed(
m_deviceResources->GetD3DDevice()->CreateBuffer(
&viewProjectionConstantBufferDesc,
nullptr,
&m_lightViewProjectionBuffer
)
);
Füllen Sie den Konstantenpuffer mit Daten. Aktualisieren Sie den Konstantenpuffer einmal während der Initialisierung und dann noch einmal, wenn sich die Lichtwerte seit dem vorherigen Frame geändert haben.
{
XMMATRIX lightPerspectiveMatrix = XMMatrixPerspectiveFovRH(
XM_PIDIV2,
1.0f,
12.f,
50.f
);
XMStoreFloat4x4(
&m_lightViewProjectionBufferData.projection,
XMMatrixTranspose(lightPerspectiveMatrix)
);
// Point light at (20, 15, 20), pointed at the origin. POV up-vector is along the y-axis.
static const XMVECTORF32 eye = { 20.0f, 15.0f, 20.0f, 0.0f };
static const XMVECTORF32 at = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };
static const XMVECTORF32 up = { 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f };
XMStoreFloat4x4(
&m_lightViewProjectionBufferData.view,
XMMatrixTranspose(XMMatrixLookAtRH(eye, at, up))
);
// Store the light position to help calculate the shadow offset.
XMStoreFloat4(&m_lightViewProjectionBufferData.pos, eye);
}
context->UpdateSubresource(
m_lightViewProjectionBuffer.Get(),
0,
NULL,
&m_lightViewProjectionBufferData,
0,
0
);
Erstellen eines Viewports
Sie benötigen einen separaten Viewport zum Rendern der Schattenkarte. Der Viewport ist keine geräteabhängige Ressource. Sie können ihn auch an einer anderen Stelle im Code erstellen. Wenn Sie den Viewport zusammen mit der Schattenkarte erstellen, ist es einfacher, die Dimensionen von Viewport und Schattenkarte deckungsgleich zu halten.
// Init viewport for shadow rendering
ZeroMemory(&m_shadowViewport, sizeof(D3D11_VIEWPORT));
m_shadowViewport.Height = m_shadowMapDimension;
m_shadowViewport.Width = m_shadowMapDimension;
m_shadowViewport.MinDepth = 0.f;
m_shadowViewport.MaxDepth = 1.f;
Im nächsten Teil dieser exemplarischen Vorgehensweise erfahren Sie, wie Sie die Schattenkarte durch Rendern in den Tiefenpuffer erstellen.
Feedback
Bald verfügbar: Im Laufe des Jahres 2024 werden wir GitHub-Issues stufenweise als Feedbackmechanismus für Inhalte abbauen und durch ein neues Feedbacksystem ersetzen. Weitere Informationen finden Sie unter https://aka.ms/ContentUserFeedback.
Feedback senden und anzeigen für