四角形ポリゴンの表示

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概要

四角形ポリゴンを表示しています。四角形ポリゴンは利用頻度が高い形式で、2Dや3Dにおいてもよく使われる形です。

四角形ポリゴンの表示

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 エミュレーター

内容

今回四角形ポリゴンを描画していますが、すべてのモデルは三角形ポリゴンでしか構成できないため、四角形ポリゴンも下図のように三角形ポリゴンで構成されています。

四角形ポリゴン

三角形ポリゴンが二つ必要なので、本来頂点数は6個必要なのですが、描画するときの PrimitiveType を「PrimitiveType.TriangleStrip」で指定すると4つの頂点で描画できるのでそれを使用します。頂点のインデックスは下のようにします。

頂点のインデックス

ポリゴンの描画には頂点バッファを使用しています。頂点バッファを使用しない方法で描画する方法でも構いません。

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

/// <summary>
/// 基本エフェクト
/// </summary>
private BasicEffect basicEffect = null;

4つ分の頂点データを作成し、頂点バッファに書き込んできます。ポリゴンを原点に配置して +Z 方向から見えるように作成しています。

四角形ポリゴンのイメージ

// 頂点バッファ作成
this.vertexBuffer = new VertexBuffer(this.GraphicsDevice,
    typeof(VertexPositionColor), 4, BufferUsage.None);

// 頂点データを作成する
VertexPositionColor[] vertices = new VertexPositionColor[4];

vertices[0] = new VertexPositionColor(new Vector3(-2.0f, 2.0f, 0.0f), Color.Blue);
vertices[1] = new VertexPositionColor(new Vector3(2.0f, 2.0f, 0.0f), Color.Green);
vertices[2] = new VertexPositionColor(new Vector3(-2.0f, -2.0f, 0.0f), Color.Red);
vertices[3] = new VertexPositionColor(new Vector3(2.0f, -2.0f, 0.0f), Color.Yellow);

// 頂点データを頂点バッファに書き込む
this.vertexBuffer.SetData(vertices);

描画は三角形ポリゴンを描画するときとほとんど同じです。GraphicsDevice.DrawPrimitives メソッドで、PrimitiveType.TriangleStrip を指定するのと、描画するプリミティブの数が三角形ポリゴンが2枚である点に注意してください。

// 頂点バッファをセットします
this.GraphicsDevice.SetVertexBuffer(this.vertexBuffer);

// パスの数だけ繰り替えし描画
foreach (EffectPass pass in this.basicEffect.CurrentTechnique.Passes)
{
    // パスの開始
    pass.Apply();

    // ポリゴン描画する
    this.GraphicsDevice.DrawPrimitives(PrimitiveType.TriangleStrip, 0, 2);
}

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 SquarePolygon
{
    /// <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>
        /// 頂点バッファ
        /// </summary>
        private VertexBuffer vertexBuffer = null;

        /// <summary>
        /// 基本エフェクト
        /// </summary>
        private BasicEffect basicEffect = null;


        /// <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
        }

        /// <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);

            // エフェクトを作成
            this.basicEffect = new BasicEffect(this.GraphicsDevice);

            // エフェクトで頂点カラーを有効にする
            this.basicEffect.VertexColorEnabled = true;

            // ビューマトリックスをあらかじめ設定 ((0, 0, 10) から原点を見る)
            this.basicEffect.View = Matrix.CreateLookAt(
                    new Vector3(0.0f, 0.0f, 10.0f),
                    Vector3.Zero,
                    Vector3.Up
                );

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

            // 頂点バッファ作成
            this.vertexBuffer = new VertexBuffer(this.GraphicsDevice,
                typeof(VertexPositionColor), 4, BufferUsage.None);

            // 頂点データを作成する
            VertexPositionColor[] vertices = new VertexPositionColor[4];

            vertices[0] = new VertexPositionColor(new Vector3(-2.0f, 2.0f, 0.0f), Color.Blue);
            vertices[1] = new VertexPositionColor(new Vector3(2.0f, 2.0f, 0.0f), Color.Green);
            vertices[2] = new VertexPositionColor(new Vector3(-2.0f, -2.0f, 0.0f), Color.Red);
            vertices[3] = new VertexPositionColor(new Vector3(2.0f, -2.0f, 0.0f), Color.Yellow);

            // 頂点データを頂点バッファに書き込む
            this.vertexBuffer.SetData(vertices);
        }

        /// <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)
        {
            // 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 (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
            {
                this.Exit();
            }

            // TODO: ここに更新処理を記述してください

            // 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);

            // 頂点バッファをセットします
            this.GraphicsDevice.SetVertexBuffer(this.vertexBuffer);

            // パスの数だけ繰り替えし描画
            foreach (EffectPass pass in this.basicEffect.CurrentTechnique.Passes)
            {
                // パスの開始
                pass.Apply();

                // ポリゴン描画する
                this.GraphicsDevice.DrawPrimitives(PrimitiveType.TriangleStrip, 0, 2);
            }

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