チュートリアル

第二回　モデルを出してみよう

前回、真っ白（真っ青というべきか）なウィンドウを出すまではこぎつけましたが、あれではどこが３Dエンジンなのかわかりませんね？そこで今回は３Dプログラムらしく、モデルの一つも出してみようかと思います。

新しいお友達、３D空間の偉い人

まずは前回同様、Win32アプリケーションとして新しいプロジェクトを作りましょう。
プロジェクトを作ったら、前回作ったmain.cppをプロジェクトディレクトリにコピーして、プロジェクトに追加してください。
必要ならIrrlicht.dllもコピーしておきましょう。

ISceneManager登場

準備ができたら、main.cppに以下のコードを追加します。

/*
 * モデルを出してみよう
 */

#ifdef WIN32
#include <windows.h>
#endif
#include <irrlicht.h>
using namespace irr;

using namespace core;
using namespace video;
using namespace scene;

#pragma comment(lib, "Irrlicht.lib")

#ifdef WIN32
INT WINAPI WinMain( HINSTANCE hInst, HINSTANCE, LPSTR strCmdLine, INT )
#else
int main()
#endif
{
    IrrlichtDevice *Device = createDevice(EDT_OPENGL, dimension2d<s32>(512, 384), 16, false, false, 0);
    IVideoDriver *Driver = Device->getVideoDriver();
   ISceneManager *Scene = Device->getSceneManager();

    while(Device->run())
    {
        Driver->beginScene(true, true, SColor(0,100,100,160));

        Driver->endScene();
    }
    Device->drop();

    return 0;
}

まず、今回新たにネームスペースsceneのサービスを使うことになるので、それを宣言しておきます。
続いて、IVideoDriverに続いてISceneManagerオブジェクトを取得します。
前回、IVideoDriverは低レベルの描画を管理するクラスだという話をしましたが、
今回追加するISceneManagerは高レベルの描画を管理します。
もう少し噛み砕くと、IVideoDriverは板一枚、線一本という単位で描画を行いますが、
ISceneManagerはモデル、マップ、カメラといった単位で描画を行います。

irr::scene::ISceneManager* irr::IrrlichtDevice::getSceneManager ()

どんどんNodeを入れようね

カメラがなくちゃ始まらない

３D空間を画面に表示する場合、空間のどこかにカメラが置かれており、そのカメラを覗いた風景を画面に描画する、という概念が基本になります。
Irrlichtの場合もその原則は同じですので、３D空間にカメラを配置しましょう。
以下のコードを追加してください

    IrrlichtDevice *Device = createDevice(EDT_OPENGL, dimension2d<s32>(512, 384), 16, false, false, 0);
    IVideoDriver *Driver = Device->getVideoDriver();
    ISceneManager *Scene = Device->getSceneManager();

    Scene->addCameraSceneNode(0, vector3df(0,10,-40), vector3df(0,0,0));

    while(Device->run())

ISceneManagerは、内部にNodeと呼ばれる３D部品を追加していくことで空間情報を定義していきます。
ここでは、座標(0,10,-40)の位置に座標(0,0,0)の方向を向いたカメラ、というNodeを追加します。

ICameraSceneNode * irr::scene::ISceneManager::addCameraSceneNode (
    ISceneNode *                        parent = 0,
    const core::Vector3df &             position = core::vector3df(0,0,0),
    const core::Vector3df &             lookat = core::vector3df(0,0,100),
    s32                                 id = -1
)

モデルさんいらっしゃい

カメラを配置したら、今度は被写体の用意をします。
今回はIrrlichtのサンプルに入っているデータを流用させてもらいましょう。
Irrlichtを解凍したディレクトリないのmediaというディレクトリにサンプルデータが入っていますので、そこからsydney.md2をプロジェクトのディレクトリにコピーしてください。
拡張子md2のファイルというのはQuake2形式のキャラクタモデルファイルになります。
コピーが終わったら、以下のコードを追加しましょう

    Scene->addCameraSceneNode(0, vector3df(0,10,-40), vector3df(0,0,0));

    IAnimatedMesh *SydneyMesh = Scene->getMesh("sydney.md2");
    IAnimatedMeshSceneNode *Sydney = Scene->addAnimatedMeshSceneNode( SydneyMesh );

    while(Device->run())

Irrlichtでは、一般に3DモデルはIAnimatedMeshオブジェクトにロードします。
モデルファイルをロードしてIAnimatedMeshオブジェクトを作るサービス関数getMesh()がISceneManegerに用意されています。
IAnimatedMeshが出来上がったら、ISceneManager::addAnimatedMeshSceneNode()関数を使用してNodeとして追加します。

IAnimatedMesh * irr::scene::ISceneManager::getMesh (
    const c8 *                           filename
)

IAnimatedMeshSceneNode * irr::scene::ISceneManager::addAnimatedMeshSceneNode (
    IAnimatedMesh *                     mesh,
    ISceneNode *                        parent = 0,
    s32                                 id = -1,
    const core::Vector3df &             position = core::vector3df(0,0,0),
    const core::Vector3df &             rotation = core::vector3df(0,0,0),
    const core::Vector3df &             scale = core::vector3df(1.0f,1.0f,1.0f)
)

役者は揃った

カメラと被写体が揃いましたから、いよいよ描画をしてみましょう。
以下のコードを追加してください

    while(Device->run())
    {
        Driver->beginScene(true, true, SColor(0,100,100,160));
        Scene->drawAll();
        Driver->endScene();
    }

beginScene()とendScene()関数の間に、ISceneManager::DrawAll()関数を記述します。
これを実行することで、ISceneManagerに属する全てのNodeの描画処理が行われます

void irr::scene::ISceneManager::drawAll ()

これでひとまずはモデルの表示に必要な最低限の手続きが整いましたから、一度実行してみましょう。
DLLの準備はOKですね？

うまくいけば、画面中央に影絵状態でお姉ちゃんが表示され、アニメーションするはずです。

テクスチャでお化粧

現状の影絵モード（？）もこれはこれで味がありますが、やはりちゃんと顔やら服やら見えて欲しいですね。
というわけで、テクスチャマッピングをしましょう。
まず、mediaディレクトリからテクスチャファイル、sydney.bmpをコピーしてきてください。
コピーが終わったら以下のコードを追加しましょう。

    IAnimatedMesh *SydneyMesh = Scene->getMesh("sydney.md2");
    IAnimatedMeshSceneNode *SydneyNode = Scene->addAnimatedMeshSceneNode( SydneyMesh );

    SydneyNode->setMaterialFlag(EMF_LIGHTING, false);
    SydneyNode->setMaterialTexture( 0, Driver->getTexture("sydney.bmp") );

    SydneyNode->setMD2Animation(EMAT_RUN);

    while(Device->run())

まず、キャラクタが真っ黒な理由は、３D空間中に光源がどこにもないからです。光源についてはは次回以降に取り扱うことにして、今回はモデルの光源処理自体をOFFにしてしまうことで対処しましょう。
その後、テクスチャを貼り付けます。テクスチャをファイルからロードして生成するためには、IVideoDriver::getTexture()関数を使います。

void irr::scene::ISceneNode::setMaterialFlag (
    video::E_MATERIAL_FLAG              flag,
    bool                                newvalue
)

void irr::scene::ISceneNode::setMaterialTexture  (
    s32                                 textureLayer,
    video::ITexture *                   texture
)

irr::video::ITexture * irr::video::IVideoDriver::getTexture  (
    const c8                            filename
)

ついでに、現状はアニメーションが立ちパターンから死にパターンまで一気に再生される状態でしたが、走りパターンだけをループするように変更しましょう。Irrlichtでは、Quake2仕様に準拠したMD2ファイルであれば、selMD2Animation()関数を使用して、状態を示す定数を一発与えるだけで簡単にアニメーションパターンを指定できます。が、これはあくまでMD2形式限定ですので、普段はフレーム番号を指定してアニメーションパターンを決めるのが一般的です。これについては次回以降で取り扱います。

bool irr::scene::IAnimatedMeshSceneNode::setMD2Animation  (
    EMD2_ANIMATION_TYPE                anim
)

それでは実行してみましょう。うまくいけば、真っ黒じゃない（って、この服黒ですねorz）Sydney姐さんが走っているはずです。

今回はここまでにしておきましょう。ここまでのソースの最終状態を再掲しておきます。

/*
 * モデルを出してみよう
 */

#ifdef WIN32
#include <windows.h>
#endif
#include <irrlicht.h>
using namespace irr;

using namespace core;
using namespace video;
using namespace scene;

#pragma comment(lib, "Irrlicht.lib")

#ifdef WIN32
INT WINAPI WinMain( HINSTANCE hInst, HINSTANCE, LPSTR strCmdLine, INT )
#else
int main()
#endif
{
    IrrlichtDevice *Device = createDevice(EDT_OPENGL, dimension2d<s32>(512, 384), 16, false, false, 0);
    IVideoDriver *Driver = Device->getVideoDriver();
    ISceneManager *Scene = Device->getSceneManager();

    Scene->addCameraSceneNode(0, vector3df(0,10,-40), vector3df(0,0,0));

    IAnimatedMesh *SydneyMesh = Scene->getMesh("sydney.md2");
    IAnimatedMeshSceneNode *SydneyNode = Scene->addAnimatedMeshSceneNode( SydneyMesh );

    SydneyNode->setMaterialFlag(EMF_LIGHTING, false);
    SydneyNode->setMaterialTexture( 0, Driver->getTexture("sydney.bmp") );
    SydneyNode->setMD2Animation(EMAT_RUN);

    while(Device->run())
    {
        Driver->beginScene(true, true, SColor(0,100,100,160));
        Scene->drawAll();
        Driver->endScene();
    }
    Device->drop();

    return 0;
}

サンプルと同じモデルじゃつまんねぇ、という人はこのへんからでもフリーのmd2モデルをダウンロードしてみて、差し替えてみるといいでしょう。pk3形式になっているかもしれませんが、pk3の正体は実はただのzipファイルですから、zipに対応した解凍ツールで解凍できるはずです。
もちろん自分でMD2ファイルを作っても全然かまいません。が、MD2モデルを作るのはかなり大変です。また、ボーンを持っていないので武器を持たせたりとかそういうことが苦手ですので、番外編としてXファイルの作成について解説していきたいと思います。（探せばQuake2用のモデル作成について取り扱っているサイトがあるかもしれません、てか、知ってたら教えてください）

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