HDR Cube Map Sample

Cube Environment Mapping Effect.pptx

이 예제는 부동소수점 텍스쳐와 높은 동적 범위의 광원과 함께 입방체 환경 맵핑에 대해 말한다.
d3d9에서 텍스쳐를 위해서 부동소수점 포맷이 유용하다.
이 포맷은 빛이 재질에 흡수되는 부분에서 환경맵핑이 된 매시의 좀 더
사실적인 빛 효과를 만들수 있게 하기 위해 1.0보다 큰 색상값을 저장할 수 있도록 한다.

Sample Overview
이 샘플은 두가지의 랜더링 기술(입방체 환경맵핑과 높은 동적 범위 광원)을 보여준다.
1. 입방체 환경맵핑
- 입방체 환경 맵핑은 큐브텍스쳐맵 내부의 하나의 3D 물체의 환경 주위에서 랜더링 되는 기술로서
  해당 물체는 빛이 가미된 효과를 만들기 위해 강한 빛을 계산하는데 메모리를 소모하지 않고
  큐브맵을 사용할 수 있다.

2. HDR
- 높은 동적 범위(HDR) 광원은 부동동소수점 텍스쳐들과 강한 빛들을 통해을 사용하여 높은 컬리티의
  빛효과를 만들어 표현하는 기술이다.
  부동 소수점 텍스쳐 포맷은 d3d0에 소개되어져 있다.
  전통적인 integer포맷 텍스쳐와는 달리 부동 소수점 텍스쳐들은 넓은 범위의 색상값들을 저장할 수 있다.
  그래서 부동소수점 텍스쳐에서의 색상값들은 0~1사이로 클램프된 값을 얻지  않고 실세계에서
  좀 더 빛과 같은 텍스쳐를 사용하여 현실성을 사용할 수 있다.

  HDRCubeMap 몇몇  해당 물체를 다른 주위의 오브젝트들로 환경을 구성하여 장면을 그린다.
  해당 물체는 반사력을 0~1로 조절하여 설정할 수 있고, 0은 빛을 완전히 흡수한다는 뜻이며 1은
  흡수없이 모든 빛을 반사한다는 뜻이다.
  빛들은 장면에서 네개의 점광원으로 구성되어지고 사용자에 의해 가감을 조절할 수 있다.

Implementation
아래와 같은 것으로 장면을 구성할 수 있다.
1. 벽들과 바닥, 천장을 포함하는 하나의 room mesh
2. 빛의 방향을 표시하는 네개의 작은 구 메시들
3. 환경맵을 적용된 room의 중앙에 위치한 단일 mesh
4. 두개의 비행 mesh. 이들의 궤도는 환경매핑된 mesh의 주위를 돌며 환경맵에 반사되어진다.
   이들은 시각적으로 환경맵이 동적이고 주위환경의 변화에 따라 바뀐다는 것을 보여준다.

샘플을 로드하면 두개의 입방체 텍스쳐가 생성되어져 있고 하나는 A8R8G8B8 포맷이며 다른 하나는 A16B16G16R16F 포맷이다.
랜더링시 사용자의 선택에근거하여 환경맵을 구성한다.
이 샘플은 HDR빛을 사용할 시 정수와 부동소수점 텍스쳐 사이의 다른점을 보여준다.
스텐실 표면과 동일한 크기의 큐브텍스쳐 표면또한 생성되어 진다.
카메라는 CModelViwerCamera을 쓴다.
이 카메라는 항상 원점(환경매핑된 mesh)을 바라본다.
사용자는 카메라의 위치를 mesh주위로 이동하거나 회전할수 있다.
카메라는 환경매핑된 메시의 world 행렬뿐 아니라view와 projection 행렬에 의해서도 계산되어져 랜더링 된다.

The Rendering Code
세계의 핵심 함수 : RenderSceneIntoCubeMap, Render, RenderScene
                          그리고 vs와 ps.

RenderScene은 현재 렌더타겟의 장면을 실제로 렌더링 한다.
이 함수는 큐브텍스쳐와 디바이스 백버퍼에서의 장면 렌더 두 곳에서 호출되어 진다.
세개의 인자(뷰행렬, 프로젝션행렬, 환경매핑으로 그려질 것인지의 여부 플래그)를 받는다.
bool 플래그가 필요한 이유는 환경맵일 경우에는 환경매핑된 메쉬는 그려지지 않기 때문이다.
나머지 함수들은 그대로 하면 된다.
만약 처음이라면 뷰 공간의 빛의 위치뿐 아니라 가장 최근에 변환된 행렬들과 effec 오브젝트들을 업데이트 한다.
그러고 나서 장면에 있는 모든 오브젝트들을 각각에 연결된 테크닉으로 렌더링 한다.

RenderSceneIntoCubeMap은 전체 장면을 큐브텍스쳐에 랜더링 한다.
처음으로 현재 랜더 타겟과 스텐실 버퍼를 저장하고 스텐실버퍼 디바이스로서 큐브텍스쳐를 위해 스텐실 서페이스를 설정한다.
다음으로 여섯개의 면을 되풀이 한다.
각 면은 랜더타겟으로 면 서페이스를 설정한다.
그런 다음에   특별한 면, 큐브면에서 정점을 향하고 있는 카메라를 사용하기 위해 뷰 행렬을 계산한다.
그 후에는 false로 지정한  bRenderEnvMappedMesh 인자, 뷰와 프로젝션행렬과 함께 RenderScene함수를 호출한다.
이 프로젝션 행렬은 90도 각도의 뷰와 1도의 비율을의 하나의 정사각형을 가진다.  
여섯면 모두 처리가 끝난고, 이전 렌더타겟과 스텐실 버퍼를 복구시킨다.
현재 프레임을 위한 환경맵이 다 만들어 졌다.

Render는 최상위 렌더링 함수로서 매프레임마다 DXUT에 의해 불려진다.
처음으로 카메라 오브젝트를 갱신을 위해 FrameMove를 호출하여 카메라에 의해 업데이트하여 관리되어 진다.
다음으로 해당프레임에서 환경을 반사시키는 큐브텍스쳐를 구성하기 위해 RenderSceneIntoCubeMap를 호출한다.
그 후에 카메라로 부터의 뷰,프로젝션 행렬과 함께 RenderScene를 호출하여 장면을 그리고 bRenderEnvMappedMesh가
true로 설정된다.

The Shader
ss

참고 : http://en.wikipedia.org/wiki/High_dynamic_range_rendering