디퍼드 렌더링이란, 2차원의 스크린 스페이스상에서 쉐이딩을 행하는 기술입니다.
1패스째로 칼라나 법선등의 정보를 출력해, 2패스째로 그러한 정보를 사용해 렌더링해 갑니다.
색상이나 법선과 같은 정보를 G-Buffer라고 합니다.
이번에는 디퍼드 렌더링에서 법선을 사용한 디렉션 라이트의 라이팅을 구현하고 싶습니다.

G-버퍼
칼라

법선

⇩

G-Buffer 만들기

1패스째에서는 컬러나 법선이라고 말한 라이팅에 필요한 정보를 출력해 갑니다.

main.cpp

//以下構築済みとする
ID3D11DeviceContext*    m_pd3dDeviceContext;    //D3D11デバイスコンテキスト
ID3D11RenderTargetView* m_colorMap;    //カラーマップ
ID3D11RenderTargetView* m_normalMap;    //法線マップ
ID3D11ShaderResourceView* m_ColorSRV;    //カラーマップのシェーダーリソースビュー
ID3D11ShaderResourceView* m_NormalSRV;    //法線マップのシェーダーリソースビュー
ID3D11DepthStencilView* m_depthStencilView;     //デプスステンシルビュー


//カラーマップと法線マップをレンダリングターゲットに設定する
ID3D11RenderTargetView* rts[] = {
    m_colorMap,
    m_normalMap
};
m_pd3dDeviceContext->OMSetRenderTargets(2,rts,m_depthStencilView);

//この後にモデルをドローしていく

픽셀 쉐이더로 컬러나 법선의 정보를 출력하고 있습니다.

model.fx

Texture2D<float4> albedoTexture : register(t0);    //アルベドテクスチャ
sampler Sampler : register(s0);    //サンプラー

ピクセルシェーダーの入力
struct PSInput{
    float4 Position     : SV_POSITION;
    float3 Normal       : NORMAL;
    float2 TexCoord     : TEXCOORD0;
};

//ピクセルシェーダーの出力構造体
struct PSOutPut {
    float4 Color : SV_Target0;
    float4 Normal : SV_Target1;
};

//モデル用のピクセルシェーダー
PSOutPut PSMain( PSInput In ) : SV_Target0
{
    PSOutPut output;

    float4 albedoColor = albedoTexture.Sample(Sampler, In.TexCoord);    
    output.Color = albedoColor;
    output.Normal = float4(In.Normal.x, In.Normal.y, In.Normal.z, 1.0f);
    return output;
}

조명

2패스째에서는 1패스째에 작성한 G-Buffer를 사용해 쉐이딩해 갑니다.

main.cpp

//以下構築済みとする
ID3D11DeviceContext*    m_pd3dDeviceContext;    //D3D11デバイスコンテキスト
ID3D11ShaderResourceView* m_ColorSRV;    //カラーマップのシェーダーリソースビュー
ID3D11ShaderResourceView* m_NormalSRV;    //法線マップのシェーダーリソースビュー
ID3D11DepthStencilView* m_depthStencilView;     //デプスステンシルビュー
ID3D11RenderTargetView* m_frameBuffer;    //フレームバッファ
std::unique_ptr<DirectX::SpriteBatch> m_spriteBatch;    //スプライトバッチ
ID3D11PixelShader* m_pixelShader;    //ピクセルシェーダー
ID3D11Buffer* m_lightCb    //ライト用の定数バッファ

    ID3D11RenderTargetView* rt[] = {
        m_frameBuffer
    };
    //レンダリングターゲットの切り替え。
    m_pd3dDeviceContext->OMSetRenderTargets(1, rtTbl, m_depthStensilView);

    m_spriteBatch.get()->Begin(DirectX::SpriteSortMode_BackToFront, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr, [=]
    {
        //定数バッファを設定
        m_pd3dDeviceContext->PSSetConstantBuffers(0, 0, &m_lightCb);
        //ピクセルシェーダーを設定
        m_pd3dDeviceContext>PSSetShader(m_pixelShader, nullptr, 0);
        //法線マップをシェーダーリソースビューに設定
        ID3D11ShaderResourceView* srv[]{
            m_NormalSRV
        };
        m_pd3dDeviceContext->PSSetShaderResources(1, 1, srv);
    }
    );
    //ドロー
    m_spriteBatch->Draw(m_ColorSRV, DirectX::XMFLOAT2(0.0f, 0.0f));
    m_spriteBatch.get()->End();

이어서 셰이더입니다.

defefferd.fx

cbuffer lightCb : register(b0){
    float3 dligDirection;    //ライトの方向
    float3 dligColor    //ライトの色
};
Texture2D<float4> ColorMap : register(t0);  //カラーマップ
Texture2D<float4> NormalMap : register(t1); //法線マップ
sampler TextureSampler : register(s0);    //サンプラー

float4 PSMain(
    float4 color : COLOR0,
    float2 texCoord : TEXCOORD0) : SV_Target0
{
    float4 color = ColorMap.(TextureSampler, texCoord);
    float4 normal = NormalMap.(TextureSampler,texCoord);
    float3 lig = 0.0f;
    lig += max(0.0f, dot(normal.xyz * -1.0f, dligDirection)) * dligColor;
    lig += 1.0f;    //全体的に明るくする
    float4 finalColor = color;
    finalColor.xyz *= lig;
    return finalColor;
}