BasicEffect のフォグ

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概要

BasicEffect のフォグの部分に関連するパラメータを操作し、どのようにモデルが表示されるか確認します。

BasicEffect のフォグ

動作環境

必須環境

対応 XNA バージョン
  • 4.0
対応プラットフォーム
  • Windows (XP SP2 以降, Vista, 7)
  • Xbox 360
  • Windows Phone 7
Windows 必須頂点シェーダ バージョン 2.0
Windows 必須ピクセルシェーダ バージョン 2.0

動作確認環境

プラットフォーム
  • Windows 7
  • Xbox 360
  • Windows Phone 7

サンプルの操作方法

動作 キーボード Xbox 360 コントローラー マウス タッチ
変更するパラメータを選択する ↑、↓ 左スティックの↑、↓ 左ボタン -
パラメータの変更 ←、→ 左スティックの←、→ ←→ドラッグ -

内容

フォグ

フォグとは霧の意味を指すもので、視点の位置から遠くにあるオブジェクトになるほど霧がかかって見えにくくなるような表現ができます。フォグは環境パラメータのように共通の設定としてではなく、各々のエフェクトに設定する形になります。

フォグのパラメータとしては以下のようなものがあります。

FogEnabled フォグを使用するか使用しないか指定します。
FogColor フォグの色を指定します。
FogStart 視点の位置からフォグが開始されるまでの距離を指定します。
FogEnd フォグの色が100%反映される、視点からの距離を指定します。

フォグの変化イメージ

フォグの各値を変化させたイメージが下のようになります。

フォグなし

フォグをなしにした時の状態。

フォグの変化イメージ

Enabled False
Color (Red) 1
Color (Green) 1
Color (Blue) 1
Start 60
End 100

初期状態

サンプルを起動したときの状態です。

初期状態

Enabled True
Color (Red) 1
Color (Green) 1
Color (Blue) 1
Start 60
End 100

Color 変更

フォグの色を赤に設定しています。

Color 変更

Enabled True
Color (Red) 1
Color (Green) 0
Color (Blue) 0
Start 60
End 100

FogStart 変更

FogStart の値を変更しています。フォグの開始距離を 0 にしているので、フォグが視点から FogEnd の距離まで補間されているのがわかります。

FogStart 変更

Enabled True
Color (Red) 1
Color (Green) 0
Color (Blue) 0
Start 0
End 100

FogEnd 変更

FogEnd の値を変更しています。FogEnd の距離以降が完全に白になっていることがわかります。

FogEnd 変更

Enabled True
Color (Red) 1
Color (Green) 1
Color (Blue) 1
Start 34.33
End 61.66

フィールド

BasicEffect に設定するためのフォグ情報をフィールドに持たせています。他にもメニューの選択用パラメータを持たせたりしていますが、あくまでも操作するためのパラメータなので詳細は割愛します。

/// <summary>
/// フォグの有効フラグ
/// </summary>
private bool fogEnabled = true;

/// <summary>
/// フォグの色
/// </summary>
private Vector3 fogColor = Vector3.One;

/// <summary>
/// フォグの開始距離
/// </summary>
private float fogStart = 60.0f;

/// <summary>
/// フォグの終了距離
/// </summary>
private float fogEnd = 100.0f;

フォグの設定

エフェクトのフォグパラメータに変更した値をセットしています。

// フォグを設定
foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
{
    foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
    {
        // フォグの有効フラグ
        effect.FogEnabled = this.fogEnabled;

        // フォグの色
        effect.FogColor = this.fogColor;

        // フォグの開始距離
        effect.FogStart = this.fogStart;

        // フォグの終了距離
        effect.FogEnd = this.fogEnd;
    }
}

BasicEffect.FogEnabled プロパティ

フォグを使用するか指定します。 bool get, set

BasicEffect.FogColor プロパティ

フォグの色を指定します。 Vector3 get, set

BasicEffect.FogStart プロパティ

フォグの開始距離を指定します。これは視点からの距離になります。 float get, set

BasicEffect.FogEnd プロパティ

完全にフォグの色になる終了距離を指定します。これは視点からの距離になります。 float get, set

全コード

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Audio;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Media;
#if WINDOWS_PHONE
using Microsoft.Xna.Framework.Input.Touch;
#endif

namespace BasicEffectFog
{
    /// <summary>
    /// ゲームメインクラス
    /// </summary>
    public class GameMain : Microsoft.Xna.Framework.Game
    {
        /// <summary>
        /// グラフィックデバイス管理クラス
        /// </summary>
        private GraphicsDeviceManager graphics = null;

        /// <summary>
        /// スプライトのバッチ化クラス
        /// </summary>
        private SpriteBatch spriteBatch = null;

        /// <summary>
        /// スプライトでテキストを描画するためのフォント
        /// </summary>
        private SpriteFont font = null;

        /// <summary>
        /// 直前のキーボード入力の状態
        /// </summary>
        private KeyboardState oldKeyboardState = new KeyboardState();

        /// <summary>
        /// 直前のマウスの状態
        /// </summary>
        private MouseState oldMouseState = new MouseState();

        /// <summary>
        /// 直前のゲームパッド入力の状態
        /// </summary>
        private GamePadState oldGamePadState = new GamePadState();

        /// <summary>
        /// モデル
        /// </summary>
        private Model model = null;

        /// <summary>
        /// フォグの有効フラグ
        /// </summary>
        private bool fogEnabled = true;

        /// <summary>
        /// フォグの色
        /// </summary>
        private Vector3 fogColor = Vector3.One;

        /// <summary>
        /// フォグの開始距離
        /// </summary>
        private float fogStart = 60.0f;

        /// <summary>
        /// フォグの終了距離
        /// </summary>
        private float fogEnd = 100.0f;

        /// <summary>
        /// 選択しているメニューのインデックス
        /// </summary>
        private int selectedMenuIndex = 0;

        /// <summary>
        /// メニューリスト
        /// </summary>
        private static string[] MenuNameList = new string[]
            {
                "Enabled",
                "Color (Red)",
                "Color (Green)",
                "Color (Blue)",
                "Start",
                "End"
            };

        /// <summary>
        /// パラメータテキストリスト
        /// </summary>
        private string[] parameters = new string[6];


        /// <summary>
        /// GameMain コンストラクタ
        /// </summary>
        public GameMain()
        {
            // グラフィックデバイス管理クラスの作成
            this.graphics = new GraphicsDeviceManager(this);

            // ゲームコンテンツのルートディレクトリを設定
            this.Content.RootDirectory = "Content";

#if WINDOWS_PHONE
            // Windows Phone のデフォルトのフレームレートは 30 FPS
            this.TargetElapsedTime = TimeSpan.FromTicks(333333);

            // バックバッファサイズの設定
            this.graphics.PreferredBackBufferWidth = 480;
            this.graphics.PreferredBackBufferHeight = 800;

            // フルスクリーン表示
            this.graphics.IsFullScreen = true;
#endif

            // ウインドウ上でマウスのポインタを表示するようにする
            this.IsMouseVisible = true;
        }

        /// <summary>
        /// ゲームが始まる前の初期化処理を行うメソッド
        /// グラフィック以外のデータの読み込み、コンポーネントの初期化を行う
        /// </summary>
        protected override void Initialize()
        {
            // TODO: ここに初期化ロジックを書いてください

            // コンポーネントの初期化などを行います
            base.Initialize();
        }

        /// <summary>
        /// ゲームが始まるときに一回だけ呼ばれ
        /// すべてのゲームコンテンツを読み込みます
        /// </summary>
        protected override void LoadContent()
        {
            // テクスチャーを描画するためのスプライトバッチクラスを作成します
            this.spriteBatch = new SpriteBatch(this.GraphicsDevice);

            // フォントをコンテンツパイプラインから読み込む
            this.font = this.Content.Load<SpriteFont>("Font");

            // モデルを作成
            this.model = this.Content.Load<Model>("Model");

            // ライトとビュー、プロジェクションはあらかじめ設定しておく
            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    // デフォルトのライト適用
                    effect.EnableDefaultLighting();

                    // ビューマトリックスをあらかじめ設定
                    effect.View = Matrix.CreateLookAt(
                        new Vector3(0.0f, 30.0f, 50.0f),
                        new Vector3(0.0f, -10.0f, 0.0f),
                        Vector3.Up
                    );

                    // プロジェクションマトリックスをあらかじめ設定
                    effect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(
                        MathHelper.ToRadians(45.0f),
                        (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Width /
                            (float)this.GraphicsDevice.Viewport.Height,
                        1.0f,
                        100.0f
                    );
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// ゲームが終了するときに一回だけ呼ばれ
        /// すべてのゲームコンテンツをアンロードします
        /// </summary>
        protected override void UnloadContent()
        {
            // TODO: ContentManager で管理されていないコンテンツを
            //       ここでアンロードしてください
        }

        /// <summary>
        /// 描画以外のデータ更新等の処理を行うメソッド
        /// 主に入力処理、衝突判定などの物理計算、オーディオの再生など
        /// </summary>
        /// <param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
        protected override void Update(GameTime gameTime)
        {
            // 入力デバイスの状態取得
            KeyboardState keyboardState = Keyboard.GetState();
            MouseState mouseState = Mouse.GetState();
            GamePadState gamePadState = GamePad.GetState(PlayerIndex.One);

            // Xbox 360 コントローラ、Windows Phone の BACK ボタンを押したときに
            // ゲームを終了させます
            if (gamePadState.Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
            {
                this.Exit();
            }

            // メニューの選択
            if ((keyboardState.IsKeyDown(Keys.Up) && this.oldKeyboardState.IsKeyUp(Keys.Up)) ||
                (gamePadState.ThumbSticks.Left.Y >= 0.5f &&
                    this.oldGamePadState.ThumbSticks.Left.Y < 0.5f))
            {
                // 選択メニューをひとつ上に移動
                this.selectedMenuIndex =
                    (this.selectedMenuIndex + this.parameters.Length - 1) % this.parameters.Length;
            }
            if ((keyboardState.IsKeyDown(Keys.Down) && this.oldKeyboardState.IsKeyUp(Keys.Down)) ||
                (gamePadState.ThumbSticks.Left.Y <= -0.5f &&
                    this.oldGamePadState.ThumbSticks.Left.Y > -0.5f) ||
                (this.oldMouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed &&
                 mouseState.LeftButton == ButtonState.Released))
            {
                // 選択メニューをひとつ下に移動
                this.selectedMenuIndex =
                    (this.selectedMenuIndex + this.parameters.Length + 1) % this.parameters.Length;
            }

            // 各マテリアルの値を操作
            float moveValue = 0.0f;
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Left))
            {
                moveValue -= (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;
            }
            if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Right))
            {
                moveValue += (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;
            }
            if (mouseState.LeftButton == ButtonState.Pressed)
            {
                moveValue += (mouseState.X - this.oldMouseState.X) * 0.005f;
            }
            if (gamePadState.IsConnected)
            {
                moveValue += gamePadState.ThumbSticks.Left.X *
                             (float)gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;
            }

            if (moveValue != 0.0f)
            {
                switch (this.selectedMenuIndex)
                {
                    case 0: // フォグの有効フラグ
                        this.fogEnabled = (moveValue > 0.0f);
                        break;
                    case 1: // フォグの色 (赤)
                        this.fogColor.X = MathHelper.Clamp(this.fogColor.X + moveValue,
                                                           0.0f,
                                                           1.0f);
                        break;
                    case 2: // フォグの色 (緑)
                        this.fogColor.Y = MathHelper.Clamp(this.fogColor.Y + moveValue,
                                                           0.0f,
                                                           1.0f);
                        break;
                    case 3: // フォグの色 (青)
                        this.fogColor.Z = MathHelper.Clamp(this.fogColor.Z + moveValue,
                                                           0.0f,
                                                           1.0f);
                        break;
                    case 4: // フォグの開始距離
                        this.fogStart = MathHelper.Clamp(this.fogStart + moveValue * 10.0f,
                                                         0.0f,
                                                         100.0f);
                        break;
                    case 5: // フォグの終了距離
                        this.fogEnd = MathHelper.Clamp(this.fogEnd + moveValue * 10.0f,
                                                       0.0f,
                                                       100.0f);
                        break;
                }
            }

            // フォグを設定
            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    // フォグの有効フラグ
                    effect.FogEnabled = this.fogEnabled;

                    // フォグの色
                    effect.FogColor = this.fogColor;

                    // フォグの開始距離
                    effect.FogStart = this.fogStart;

                    // フォグの終了距離
                    effect.FogEnd = this.fogEnd;
                }
            }

            // 入力情報を記憶
            this.oldKeyboardState = keyboardState;
            this.oldMouseState = mouseState;
            this.oldGamePadState = gamePadState;

            // 登録された GameComponent を更新する
            base.Update(gameTime);
        }

        /// <summary>
        /// 描画処理を行うメソッド
        /// </summary>
        /// <param name="gameTime">このメソッドが呼ばれたときのゲーム時間</param>
        protected override void Draw(GameTime gameTime)
        {
            // 画面を指定した色でクリアします
            this.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);

            // 深度バッファを有効にする
            this.GraphicsDevice.DepthStencilState = DepthStencilState.Default;

            // モデルを描画
            foreach (ModelMesh mesh in this.model.Meshes)
            {
#if WINDOWS_PHONE
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    effect.World = Matrix.CreateScale(new Vector3(0.5f, 1, 1));
                }
#endif
                mesh.Draw();
            }

            // スプライトの描画準備
            this.spriteBatch.Begin();

            // 操作
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "Up, Down : Select Menu",
                new Vector2(20.0f, 20.0f), Color.Black);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "Left, right : Change Value",
                new Vector2(20.0f, 45.0f), Color.Black);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "MouseClick & Drag :",
                new Vector2(20.0f, 70.0f), Color.Black);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "    Select Menu & Change Value",
                new Vector2(20.0f, 95.0f), Color.Black);

            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "Up, Down : Select Menu",
                new Vector2(19.0f, 19.0f), Color.White);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "Left, right : Change Value",
                new Vector2(19.0f, 44.0f), Color.White);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "MouseClick & Drag :",
                new Vector2(19.0f, 69.0f), Color.White);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                "    Select Menu & Change Value",
                new Vector2(19.0f, 94.0f), Color.White);

            // 各メニュー //
            for (int i = 0; i < MenuNameList.Length; i++)
            {
                this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                    MenuNameList[i],
                    new Vector2(40.0f, 120.0f + i * 20.0f), Color.Black);
                this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                    MenuNameList[i],
                    new Vector2(39.0f, 119.0f + i * 20.0f), Color.White);
            }

            // 各パラメータ //

            // フォグの有効フラグ
            this.parameters[0] = this.fogEnabled.ToString();

            // フォグの色 (赤)
            this.parameters[1] = this.fogColor.X.ToString();

            // フォグの色 (緑)
            this.parameters[2] = this.fogColor.Y.ToString();

            // フォグの色 (青)
            this.parameters[3] = this.fogColor.Z.ToString();

            // フォグの開始距離
            this.parameters[4] = this.fogStart.ToString();

            // フォグの終了距離
            this.parameters[5] = this.fogEnd.ToString();

            for (int i = 0; i < this.parameters.Length; i++)
            {
                this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                    this.parameters[i],
                    new Vector2(220.0f, 120.0f + i * 20.0f), Color.Black);
                this.spriteBatch.DrawString(this.font,
                    this.parameters[i],
                    new Vector2(219.0f, 119.0f + i * 20.0f), Color.White);
            }

            // 選択インデックス
            this.spriteBatch.DrawString(this.font, "*",
                new Vector2(20.0f, 120.0f + this.selectedMenuIndex * 20.0f), Color.Black);
            this.spriteBatch.DrawString(this.font, "*",
                new Vector2(19.0f, 119.0f + this.selectedMenuIndex * 20.0f), Color.White);

            // スプライトの一括描画
            this.spriteBatch.End();

            // 登録された DrawableGameComponent を描画する
            base.Draw(gameTime);
        }
    }
}