| 타이틀 | 3ds max 카메라를 Direct3D 카메라로 변환하기 |
| 버젼 | 4.0 |
| 키워드 | GFX D3D DirectX Direct3D camera |
3ds max 카메라를 Direct3D 카메라로 변환하려면 어떻게 해야 하는가?
여기에서 제공하는 솔루션을 통해 여러분에게 필수적인 기본 배경 지식을 제공할 뿐 아니라, 3ds max의 내부적인 자체 카메라 변환(transform)이 어떻게 Direct3D 카메라로 매핑되는 지에 대한 구현에 대하여 설명할 것이다.
먼저, 3ds max 카메라를 정의하기 위해 어떤 데이터들을 사용하는 지 살펴보자. 다음의 내용은 스팍스 지식베이스(Sparks Knowledgebase)의 MaxSDK 도움말 문서에서 발췌한 것이다 ( http://sparks.discreet.com. "max SDK docs"를 선택하고, "Index" 탭의 아래에서 "Class GraphicsWindow"를 선택하자)
Class GraphicsWindow
함수원형:
virtual void getCameraMatrix(float mat[4][4], Matrix3 *invTM, int *persp, float *hither, float *yon) = 0;설명:
현재 카메라의 속성을 얻는다.인자:
float mat[4][4]프로젝션(projection, 투영) 행렬 곱하기 변환행렬.Matrix3 *invTM이것은 카메라 변환 행렬의 아핀(affine) 파트의 역(inverse)이다(프로젝션 파트의 역이 아닌).int *persp영(zero)이 아닌 값은 원근(perspective) 뷰(view)를 의미한다; 0 은 직교(orthogonal).float *hither근거리 클립(Near clip) 값.float *yon원거리 클립(Far clip) 값.
다음은 3ds max 에서 내부적으로 사용하는 전체 소스 코드는 아니지만, 단계별로 설명했기 때문에 이해하기 쉬울 것이다.
몇몇 부가적인 정의들:
D3DXMATRIX m_d3dWorldXform; // 여러분의 애플리케이션 월드 변환 행렬 D3DXMATRIX m_d3dViewXform; // 여러분의 애플리케이션 뷰 변환 행렬 D3DXMATRIX m_d3dProjXform; // 여러분의 애플리케이션 프로젝션 변환 행렬 Interface *ip = GetCOREInterface(); // 3ds max 에 대한 전역 접근 인터페이스(glabol access interface)를 취한다. ViewExp * pView = ip->GetActiveViewport(); // 활성화되어 있는 뷰포트를 취한다. GraphicsWindow *gw = pView->getGW(); // GraphicsWindow 컨텍스트를 얻는다. getCameraMatrix( mat, invTM, persp, hither, yon); // 사용할 이런저런 값들을 얻는다. 타입에 대해서는 위의 내용을 참조. float oneOverDepth = 1.0f / (yon - hither);
다음은 맥스 데이터로부터 Direct3D 카메라를 계산하기 위하여 우리가 사용한 방법에 대한 설명이다.
// Direct3D 카메라 뷰 포지션(Camera View Position) 및 카메라 프로젝션(Camera // Projection) 변환(Transforms)을 설정한다. // // 첫번째 행렬은 월드 좌표를 NPC 로 변환하는 완전한(full) 프로젝션 변환 // 행렬이다. 이것은 행렬이 카메라 뷰 포지션 변환 행렬과 카메라 프로젝션 행렬의 // 곱(product)이라는 것을 의미한다. 두번째 행렬은 카메라 뷰 포지션 변환 행렬의 // 역이다. 따라서, 이 두번째 행렬을 첫번째에 곱하게 되면, 카메라 프로젝션 행렬을 // 얻을 수 있다. 만약 두번째 행렬의 역을 취하면, 카메라 뷰 포지션 행렬을 얻게 // 된다. // 역주: NPC(Normalized Projection Coordinates, 정규화된 프로젝션 좌표) // // 카메라 뷰 포지션 변환은 월드 좌표를 카메라 뷰 포지션 좌표로 변환한다. 이 때, // 카메라는 원점에 위치한다. 카메라 뷰 포지션 행렬의 역이 주어졌기 때문에 첫번째 // 단계의 작업은 이 변환의 역을 취하여 카메라 뷰 포지션 행렬을 얻는 것이다. // // 3ds max 좌표로부터 Direct3D 좌표로의 기본적인 변환: // // 3ds max: (Up, Front, Right) == (+Z, +Y, +X) // // Direct3D: (Up, Front, Right) == (+Y, +Z, +X) // // 3ds max 로부터 Direct3D 좌표로의 변환: // // 3ds max * 변환행렬 = Direct3D // // [ x y z w ] * | +1 0 0 0 | = [ X Y Z W ] // | 0 0 +1 0 | // | 0 +1 0 0 | // | 0 0 0 +1 | // // 아래쪽의 뷰 변환은 다음과 같은 작업을 수행한다. 전달된 표준 뷰 변환은 X 축에 // 대한 회전을 수행한다. 그 이유는 오른손좌표계의 XY 평면이 XZ 평면 대신에 수직 // 평면이 되도록 변환하기 위함이다. Z 열의 부호를 반대로 하면 RH 를 LH 로 // 전환시키게 된다. 따라서, 뷰 변환은 오른손좌표계인 3ds max 로부터 왼손좌표계인 // Direct3D 좌표로 전환하게끔 해준다.
Matrix3 camTM = Inverse(*invTM);
// 이제 퍼스펙티브(원근) 컬럼이 없는 아핀 행렬 (4x3)을 얻었다(이것은 // (0, 0, 0, 1)로 해석할 수 있다). 네번째 열을 추가하여 Z-축을 반대로 만들자. // 왜냐하면, Direct3D 는 왼손좌표계를 사용하고 MAX 는 오른손좌표계를 사용하기 // 때문이다.
// 아핀 뷰 행렬 데이터를 복사
int ki, kj;
MRow *pcvm = camTM.GetAddr();
for (ki = 0; ki < 4; ki++) {
for (kj = 0; kj < 3; kj++) {
m_d3dViewXform.m[ki][kj] = pcvm[ki][kj];
}
}
// 네 번째 컬럼을 지정 (퍼스펙티브 항들)
m_d3dViewXform.m[0][3] = m_d3dViewXform.m[1][3] = m_d3dViewXform.m[2][3] = 0.0f; m_d3dViewXform.m[3][3] = 1.0f;
// Z-축(세 번째 컬럼)의 스케일을 -1 로 하여 왼손좌표계인 Direct3D 좌표계로 // 변환한다.
for (ki = 0; ki < 4; ki++) {
m_d3dViewXform.m[ki][2] *= -1.0f;
}
// Direct3D 카메라 프로젝션 변환 행렬을 계산한다. // // 먼저, MAX의 전체 프로젝션 행렬에 MAX의 카메라 뷰 포지션 행렬을 곱하여 MAX // 카메라 프로젝션 행렬을 얻는다. // // 이를 통해 제대로 된 Direct3D 카메라 프로젝션 행렬을 얻는다. 단, 오른쪽 아래 // 사분면은 아직 제대로 되지 않았다. //
MRow *pa = invTM->GetAddr();
for (ki = 0; ki < 4; ki++) {
float val = (float)(ki==3);
for (kj = 0; kj < 4; kj++) {
m_d3dProjXform.m[ki][kj] = pa[ki][0] * mat[0+kj] +
pa[ki][1] * mat[4+kj] +
pa[ki][2] * mat[8+kj] +
val * mat[12+kj];
}
}
// 이제 카메라 프로젝션 행렬의 오른쪽 아래 사분면을 계산한다. 이때, MAX는 NPC Z- // 축의 범위가 +1 에서 -1 인데 반해 Direct3D 는 NPC Z-축의 범위가 0 에서 +1 인 // 사실을 이용한다. // // 참고하기 편하도록, 원근 및 직교 투영을 위한 Direct3D 프로젝션 행렬을 아래에 // 보였다. // // 행렬이 행-우선(row-major order)으로 지정된다는 것을 유념하자. 이것은 전이 // 항(translate term)이 네 번째 행에 위치하고 프로젝션 항이 네 번째 열에 // 위치한다는 것을 의미한다. 이것은 MAX, Direct3D, OpenGL 모두가 행렬을 처리할 // 때 동일하게 사용하는 방식이다. 비록 OpenGL 문서에서는 열-우선 형식으로 // 설명되어 있지만, OpenGL 코드는 행-우선의 형식으로 행렬 작업을 수행하도록 // 설계되어 있다.
if (persp) {
// 원근 투영. Direct3D 카메라 프로젝션 행렬의 일반적인 형식은 다음과 같다: // // | 2n/(r-l) 0 0 0 | // | 0 2n/(t-b) 0 0 | // | (r+l)/(r-l) (t+b)/(t-b) f/(f-n) 1 | // | 0 0 -fn/(f-n) 0 | // // Direct3D 에 맞도록 오른쪽 아래의 네 개의 항들을 구성한다 //
m_d3dProjXform.m[2][2] = yon*oneOverDepth;
m_d3dProjXform.m[2][3] = 1.0f;
m_d3dProjXform.m[3][2] = -(yon*hither*oneOverDepth);
m_d3dProjXform.m[3][3] = 0.0f;
} else {
// 직교 투영. Direct3D 카메라 프로젝션 행렬의 일반적인 형식은 다음과 같다: // // | 2/(r-l) 0 0 0 | // | 0 2/(t-b) 0 0 | // | 0 0 1/(f-n) 0 | // | (r+l)/(r-l) (t+b)/(t-b) -n/(f-n) 1 | // // Direct3D 에 맞도록 오른쪽 아래의 네 개의 항들을 구성한다. //
m_d3dProjXform.m[2][2] = oneOverDepth; m_d3dProjXform.m[2][3] = 0.0f; m_d3dProjXform.m[3][2] = -(hither*oneOverDepth); m_d3dProjXform.m[3][3] = 1.0f; }
// 카메라 뷰 포지션 변환을 설정
ptr_to_your_D3DDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &m_d3dViewXform);
// 카메라 프로젝션 변환을 설정
ptr_to_your_D3DDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &m_d3dProjXform);