マウスからの入力

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せっかくキーボードの入力が出来るようになったので、今度はマウスでカメラを操作したいと思います。マウスの左ボタンを押しながら上下左右に移動させるとカメラが回転します。

マウスからの入力

今回のメインコードファイルを載せます。

MainSample.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using Microsoft.DirectX;
using Microsoft.DirectX.Direct3D;

namespace MDXSample
{
    /// <summary>
    /// メインサンプルクラス
    /// </summary>
    public partial class MainSample : IDisposable
    {
        /// <summary>
        /// カメラレンズの位置(θ)
        /// </summary>
        private float _lensPosTheta = 270.0f;

        /// <summary>
        /// カメラレンズの位置(φ)
        /// </summary>
        private float _lensPosPhi = 0.0f;

        /// <summary>
        /// 1つ前のマウスの位置
        /// </summary>
        private Point _oldMousePoint = Point.Empty;


        /// <summary>
        /// アプリケーションの初期化
        /// </summary>
        /// <param name="topLevelForm">トップレベルウインドウ</param>
        /// <returns>全ての初期化がOKなら true, ひとつでも失敗したら false を返すようにする</returns>
        /// <remarks>
        /// false を返した場合は、自動的にアプリケーションが終了するようになっている
        /// </remarks>
        public bool InitializeApplication(MainForm topLevelForm)
        {
            // フォームの参照を保持
            this._form = topLevelForm;

            // 入力イベント作成
            this.CreateInputEvent(topLevelForm);

            // マウス移動イベント
            topLevelForm.MouseMove += new MouseEventHandler(this.form_MouseMove);

            try
            {
                // Direct3D デバイス作成
                this.CreateDevice(topLevelForm);

                // フォントの作成
                this.CreateFont();
            }
            catch (DirectXException ex)
            {
                // 例外発生
                MessageBox.Show(ex.ToString(), "エラー", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
                return false;
            }

            // 四角形ポリゴン作成
            this.CreateSquarePolygon();
            
            // 射影変換を設定
            this._device.Transform.Projection = Matrix.PerspectiveFovLH(
                Geometry.DegreeToRadian(60.0f),
                (float)this._device.Viewport.Width / (float)this._device.Viewport.Height,
                1.0f, 100.0f);

            // ライトを無効
            this._device.RenderState.Lighting = false;

            // カリングを無効にしてポリゴンの裏も描画する
            //this._device.RenderState.CullMode = Cull.None;

            return true;
        }

        /// <summary>
        /// マウス移動イベント
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void form_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e)
        {
            if (e.Button == MouseButtons.Left)
            {
                // 回転
                this._lensPosTheta -= e.Location.X - this._oldMousePoint.X;
                this._lensPosPhi += e.Location.Y - this._oldMousePoint.Y;

                // φに関しては制限をつける
                if (this._lensPosPhi >= 90.0f)
                {
                    this._lensPosPhi = 89.9999f;
                }
                else if (this._lensPosPhi <= -90.0f)
                {
                    this._lensPosPhi = -89.9999f;
                }
            }
            // マウスの位置を記憶
            this._oldMousePoint = e.Location;
        }

        /// <summary>
        /// メインループ処理
        /// </summary>
        public void MainLoop()
        {
            // レンズの位置を三次元極座標で変換
            float radius = 10.0f;
            float theta = Geometry.DegreeToRadian(this._lensPosTheta);
            float phi = Geometry.DegreeToRadian(this._lensPosPhi);
            Vector3 lensPosition = new Vector3(
                (float)(radius * Math.Cos(theta) * Math.Cos(phi)),
                (float)(radius * Math.Sin(phi)),
                (float)(radius * Math.Sin(theta) * Math.Cos(phi)));

            // ビュー変換行列を左手座標系ビュー行列で設定する
            this._device.Transform.View = Matrix.LookAtLH(
                lensPosition, new Vector3(0.0f, 0.0f, 0.0f), new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f));


            // 描画内容を単色でクリアし、Zバッファもクリア
            this._device.Clear(ClearFlags.Target | ClearFlags.ZBuffer, Color.DarkBlue, 1.0f, 0);

            // 「BeginScene」と「EndScene」の間に描画内容を記述する
            this._device.BeginScene();


            // 四角形ポリゴン描画
            this.RenderSquarePolygon();

            // 文字列の描画
            this._font.DrawText(null, "マウスによるカメラの回転", 0, 0, Color.White);
            this._font.DrawText(null, "θ:" + this._lensPosTheta, 0, 12, Color.White);
            this._font.DrawText(null, "φ:" + this._lensPosPhi, 0, 24, Color.White);
            this._font.DrawText(null, "マウス位置:" + this._oldMousePoint, 0, 36, Color.White);


            // 描画はここまで
            this._device.EndScene();

            // 実際のディスプレイに描画
            this._device.Present();
        }

        /// <summary>
        /// リソースの破棄をするために呼ばれる
        /// </summary>
        public void Dispose()
        {
            // 頂点バッファを解放
            if (this._vertexBuffer != null)
            {
                this._vertexBuffer.Dispose();
            }

            // フォントのリソースを解放
            if (this._font != null)
            {
                this._font.Dispose();
            }

            // Direct3D デバイスのリソース解放
            if (this._device != null)
            {
                this._device.Dispose();
            }
        }
    }
}
MainSamplePartial.cs ファイルのコードはこちらです。

MainSamplePartial.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using Microsoft.DirectX;
using Microsoft.DirectX.Direct3D;

namespace MDXSample
{
    public partial class MainSample
    {
        /// <summary>
        /// メインフォーム
        /// </summary>
        private MainForm _form = null;

        /// <summary>
        /// Direct3D デバイス
        /// </summary>
        private Device _device = null;

        /// <summary>
        /// Direct3D 用フォント
        /// </summary>
        private Microsoft.DirectX.Direct3D.Font _font = null;

        /// <summary>
        /// キーのプレス判定
        /// </summary>
        private bool[] _keys = new bool[256];

        /// <summary>
        /// 頂点バッファ
        /// </summary>
        private VertexBuffer _vertexBuffer = null;


        /// <summary>
        /// 入力イベント作成
        /// </summary>
        /// <param name="form">トップレベルウインドウ</param>
        private void CreateInputEvent(MainForm topLevelForm)
        {
            // キーイベント作成
            topLevelForm.KeyDown += new KeyEventHandler(this.form_KeyDown);
            topLevelForm.KeyUp += new KeyEventHandler(this.form_KeyUp);
        }

        /// <summary>
        /// キーボードのキーを押した瞬間
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void form_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)
        {
            // 押されたキーコードのフラグを立てる
            if ((int)e.KeyCode < this._keys.Length)
            {
                this._keys[(int)e.KeyCode] = true;
            }
        }
        /// <summary>
        /// キーボードのキーを放した瞬間
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void form_KeyUp(object sender, KeyEventArgs e)
        {
            // 放したキーコードのフラグを下ろす
            if ((int)e.KeyCode < this._keys.Length)
            {
                this._keys[(int)e.KeyCode] = false;
            }
        }

        /// <summary>
        /// Direct3D デバイスの作成
        /// </summary>
        /// <param name="topLevelForm">トップレベルウインドウ</param>
        private void CreateDevice(MainForm topLevelForm)
        {
            // PresentParameters。デバイスを作成する際に必須
            // どのような環境でデバイスを使用するかを設定する
            PresentParameters pp = new PresentParameters();

            // ウインドウモードなら true、フルスクリーンモードなら false を指定
            pp.Windowed = true;

            // スワップ効果。とりあえず「Discard」を指定。
            pp.SwapEffect = SwapEffect.Discard;

            // 深度ステンシルバッファ。3Dでは前後関係があるので通常 true
            pp.EnableAutoDepthStencil = true;

            // 自動深度ステンシル サーフェイスのフォーマット。
            // 「D16」に対応しているビデオカードは多いが、前後関係の精度があまりよくない。
            // できれば「D24S8」を指定したいところ。
            pp.AutoDepthStencilFormat = DepthFormat.D16;

            try
            {
                // デバイスの作成
                this.CreateDevice(topLevelForm, pp);
            }
            catch (DirectXException ex)
            {
                // 例外発生
                throw ex;
            }
        }
        /// <summary>
        /// Direct3D デバイスの作成
        /// </summary>
        /// <param name="topLevelForm">トップレベルウインドウ</param>
        /// <param name="presentationParameters">PresentParameters 構造体</param>
        private void CreateDevice(MainForm topLevelForm, PresentParameters presentationParameters)
        {
            // 実際にデバイスを作成します。
            // 常に最高のパフォーマンスで作成を試み、
            // 失敗したら下位パフォーマンスで作成するようにしている。
            try
            {
                // ハードウェアによる頂点処理、ラスタライズを行う
                // 最高のパフォーマンスで処理を行えます。
                // ビデオカードによっては実装できない処理が存在します。
                this._device = new Device(0, DeviceType.Hardware, topLevelForm.Handle,
                    CreateFlags.HardwareVertexProcessing, presentationParameters);
            }
            catch (DirectXException ex1)
            {
                // 作成に失敗
                Debug.WriteLine(ex1.ToString());
                try
                {
                    // ソフトウェアによる頂点処理、ハードウェアによるラスタライズを行う
                    this._device = new Device(0, DeviceType.Hardware, topLevelForm.Handle,
                        CreateFlags.SoftwareVertexProcessing, presentationParameters);
                }
                catch (DirectXException ex2)
                {
                    // 作成に失敗
                    Debug.WriteLine(ex2.ToString());
                    try
                    {
                        // ソフトウェアによる頂点処理、ラスタライズを行う
                        // パフォーマンスはとても低いです。
                        // その代わり、ほとんどの処理を制限なく行えます。
                        this._device = new Device(0, DeviceType.Reference, topLevelForm.Handle,
                            CreateFlags.SoftwareVertexProcessing, presentationParameters);
                    }
                    catch (DirectXException ex3)
                    {
                        // 作成に失敗
                        // 事実上デバイスは作成できません。
                        throw ex3;
                    }
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// フォントの作成
        /// </summary>
        private void CreateFont()
        {
            try
            {
                // フォントデータの構造体を作成
                FontDescription fd = new FontDescription();

                // 構造体に必要なデータをセット
                fd.Height = 12;
                fd.FaceName = "MS ゴシック";

                // フォントを作成
                this._font = new Microsoft.DirectX.Direct3D.Font(this._device, fd);
            }
            catch (DirectXException ex)
            {
                // 例外発生
                throw ex;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 四角形ポリゴン作成
        /// </summary>
        private void CreateSquarePolygon()
        {
            // 四角形ポリゴンを表示するための頂点バッファを作成
            this._vertexBuffer = new VertexBuffer(typeof(CustomVertex.PositionColored),
                4, this._device, Usage.None, CustomVertex.PositionColored.Format, Pool.Managed);

            // 4点の情報を格納するためのメモリを確保
            CustomVertex.PositionColored[] vertices = new CustomVertex.PositionColored[4];

            // 各頂点を設定
            vertices[0] = new CustomVertex.PositionColored(-4.0f, 4.0f, 0.0f, Color.Red.ToArgb());
            vertices[1] = new CustomVertex.PositionColored(4.0f, 4.0f, 0.0f, Color.Blue.ToArgb());
            vertices[2] = new CustomVertex.PositionColored(-4.0f, -4.0f, 0.0f, Color.Green.ToArgb());
            vertices[3] = new CustomVertex.PositionColored(4.0f, -4.0f, 0.0f, Color.Yellow.ToArgb());

            // 頂点バッファをロックする
            using (GraphicsStream data = this._vertexBuffer.Lock(0, 0, LockFlags.None))
            {
                // 頂点データを頂点バッファにコピーします
                data.Write(vertices);

                // 頂点バッファのロックを解除します
                this._vertexBuffer.Unlock();
            }
        }

        /// <summary>
        /// カメラの設定
        /// </summary>
        private void SettingCamera()
        {
            // ビュー変換行列を設定
            this._device.Transform.View = Matrix.LookAtLH(new Vector3(0.0f, 0.0f, -10.0f),
                new Vector3(0.0f, 0.0f, 0.0f), new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f));

            // 射影変換を設定
            this._device.Transform.Projection = Matrix.PerspectiveFovLH(
                Geometry.DegreeToRadian(60.0f),
                (float)this._device.Viewport.Width / (float)this._device.Viewport.Height,
                1.0f, 100.0f);
        }

        /// <summary>
        /// 四角形ポリゴン描画
        /// </summary>
        private void RenderSquarePolygon()
        {
            // 頂点バッファをデバイスのデータストリームにバインド
            this._device.SetStreamSource(0, this._vertexBuffer, 0);

            // 描画する頂点のフォーマットをセット
            this._device.VertexFormat = CustomVertex.PositionColored.Format;

            // レンダリング(描画)
            this._device.DrawPrimitives(PrimitiveType.TriangleStrip, 0, 2);
        }
    }
}

/// <summary>
/// 1つ前のマウスの位置
/// </summary>
private Point _oldMousePoint = Point.Empty;

マウスの移動量を調べるために、常にマウスの位置を記憶しておく必要があるので宣言しておきます。


// マウス移動イベント
topLevelForm.MouseMove += new MouseEventHandler(this.form_MouseMove);

キーボードの時と同じようにフォームのイベントとしてマウスの移動イベントを受け取れるようにします。マウスのイベントは他にもマウスのボタンを押したときや放したときがありますが、今回は移動だけで済んでしまうので1つだけです。


/// <summary>
/// マウス移動イベント
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void form_MouseMove(object sender, MouseEventArgs e)
{
    if (e.Button == MouseButtons.Left)
    {
        // 回転
        this._lensPosTheta -= e.Location.X - this._oldMousePoint.X;
        this._lensPosPhi += e.Location.Y - this._oldMousePoint.Y;

        // φに関しては制限をつける
        if (this._lensPosPhi >= 90.0f)
        {
            this._lensPosPhi = 89.9999f;
        }
        else if (this._lensPosPhi <= -90.0f)
        {
            this._lensPosPhi = -89.9999f;
        }
    }
    // マウスの位置を記憶
    this._oldMousePoint = e.Location;
}

マウスが移動するたびにこのメソッドが呼ばれます。

マウスの左ボタンを押しているかは「MouseEventArgs.Button」の状態がを調べることで分かります。「MouseButtons.Left」と同じならマウスの左ボタンが押されていることになります。

後は、前回のマウスの位置と現在のマウスの位置(MouseEventArgs.Location)の差分で回転量を決めます。φは以前と同じように制限を付けます。

最後に差分を比較できるようにマウスの位置を記憶しておきます。