DirectX11でImGuiを使ってみた

#pragma once

#include <Windows.h>
#include <d3d11.h>
#include <wrl/client.h>
#include <DirectXMath.h>
#include "imgui.h"
#include "imgui_impl_win32.h"
#include "imgui_impl_dx11.h"

using Microsoft::WRL::ComPtr;

class Debugger
{
public:
    static Debugger& GetInstance()
    {
        static Debugger instance;
        return instance;
    }

    // 初期化
    void Initialize(HWND hWnd, ComPtr<ID3D11Device> device, ComPtr<ID3D11DeviceContext> context);

    // 描画開始前の処理
    void BeginFrame();

    // 描画終了後の処理
    void EndFrame();

    // デバッグ情報の描画
    void ShowDebugInfo(const DirectX::XMVECTOR& cameraPos);

private:
    Debugger();
    ~Debugger();

    // 初期化しているかどうかのフラグ
    bool isInitialized;
};

#include "Debugger.h"

Debugger::Debugger() : isInitialized(false)
{

}

Debugger::~Debugger()
{
    if (isInitialized) {
        ImGui_ImplDX11_Shutdown();
        ImGui_ImplWin32_Shutdown();
        ImGui::DestroyContext();
    }
}

void Debugger::Initialize(HWND hWnd, ComPtr<ID3D11Device> device, ComPtr<ID3D11DeviceContext> context)
{
    if (isInitialized)
    {
        return;
    }

    IMGUI_CHECKVERSION();
    ImGui::CreateContext();
    ImGuiIO& io = ImGui::GetIO();
    io.ConfigFlags |= ImGuiConfigFlags_NavEnableKeyboard;   // キーボードの入力を有効化

    ImGui::StyleColorsDark();

    // ImGuiのWindows用バックエンドとDirectX11用バックエンドの初期化をする
    ImGui_ImplWin32_Init(hWnd);
    ImGui_ImplDX11_Init(device.Get(), context.Get());

    isInitialized = true;
}

void Debugger::BeginFrame()
{
    if (!isInitialized)
    {
        return;
    }

    ImGui_ImplDX11_NewFrame();
    ImGui_ImplWin32_NewFrame();
    ImGui::NewFrame();
}

void Debugger::EndFrame()
{
    if (!isInitialized)
    {
        return;
    }

    ImGui::Render();
    ImGui_ImplDX11_RenderDrawData(ImGui::GetDrawData());
}

void Debugger::ShowDebugInfo(const DirectX::XMVECTOR& cameraPos)
{
    if (!isInitialized)
    {
        return;
    }

    ImGui::Begin("Debug Infomation");

    // カメラの位置を取得
    DirectX::XMFLOAT3 cameraPosition;
    DirectX::XMStoreFloat3(&cameraPosition, cameraPos);

    // 表示
    ImGui::Text("CameraPosition: X: %.2f, Y: %.2f, Z: %.2f", cameraPosition.x, cameraPosition.y, cameraPosition.z);

    ImGui::End();
}

bool Graphics::InitDirectX(HWND hWnd)
{
    D3D_FEATURE_LEVEL featureLevels[] = { D3D_FEATURE_LEVEL_11_0 };
    D3D_FEATURE_LEVEL selectedFeatureLevel;
    // DirectX11のデバイスとデバイスコンテキストを作成する
    HRESULT hr = D3D11CreateDevice(
        nullptr,                    // 指定なし->ハードウェアが選ぶ
        D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,   // レンダリングドライバの指定
        nullptr,                    // ソフトウェアラスタライザを使用しない
        D3D11_CREATE_DEVICE_DEBUG,  // デバッグフラグ
        featureLevels,              // 特徴レベルは11を明示的に指定
        _countof(featureLevels),    // DirectXのバージョンの数
        D3D11_SDK_VERSION,          // DirectXのバージョンの指定
        d3dDevice.GetAddressOf(),   // DirectX11デバイスを格納するポインタ
        &selectedFeatureLevel,      // 特徴レベルを格納
        d3dContext.GetAddressOf()   // デバイスコンテキストを格納
    );

    if (FAILED(hr)) {
        return false;   // デバイスの作成失敗
    }

    // SwapChainの設定
    DXGI_SWAP_CHAIN_DESC swapChainDesc = {};
    swapChainDesc.BufferCount = 2;                                  // バッファの数（2はダブルバッファリング）
    swapChainDesc.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM;   // バックバッファのフォーマット
    swapChainDesc.BufferDesc.Width = 800;                           // 幅
    swapChainDesc.BufferDesc.Height = 600;                          // 高さ
    swapChainDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;    // バッファの用途（レンダリングターゲットに使う）
    swapChainDesc.OutputWindow = hWnd;                              // 描画先のウィンドウの指定
    swapChainDesc.SampleDesc.Count = 1;                             // マルチサンプリング（アンチエイリアスなしの1）
    swapChainDesc.Windowed = TRUE;                                  // ウィンドウモードで起動
    swapChainDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD;            // スワップチェインの交換方法（フレームごとに新しいバックバッファを使う）
    swapChainDesc.Flags = 0;                                        // フラグはなし

    // SwapChainを作成
    // IDXGIFactory はGPUの情報、スワップチェインの作成などのDirectXのディスプレイ関連の操作を管理するインターフェース
    // ->ここでは pFactory に IDXGIFactoryのインスタンスを作成して格納する、そして”後で”スワップチェインを作成する
    ComPtr<IDXGIFactory1> pFactory;
    // CreateIDXGIFactoryは、DirectXのGPU関連の情報を取得するファクトリーオブジェクトを作成する
    // _uuidof(IDXGIFactory) はインターフェースの GUID を取得
    hr = CreateDXGIFactory1(__uuidof(IDXGIFactory1), reinterpret_cast<void**>(pFactory.GetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return false;
    }

    // さっきの”後で”はここ！
    // スワップチェインを作成する
    hr = pFactory->CreateSwapChain(d3dDevice.Get(), &swapChainDesc, swapChain.GetAddressOf());
    if (FAILED(hr) || !swapChain) {
        logger->Log("スワップチェインの作成に失敗しました", Logger::Error);
        return false;
    }

    // Debuggerの初期化
    InitDebugger(hWnd, d3dDevice, d3dContext);

    return true;
}

void Graphics::InitDebugger(HWND hWnd, ComPtr<ID3D11Device> device, ComPtr<ID3D11DeviceContext> context)
{
    Debugger::GetInstance().Initialize(hWnd, device, context);
}

void Renderer::Render()
{
    // キーボードの入力チェック
    float moveX = 0.0f;
    float moveY = 0.0f;
    float moveZ = 0.0f;

    // 前
    if (GetAsyncKeyState(VK_UP)) {
        moveZ += 0.1f;
    }
    if (GetAsyncKeyState(VK_DOWN)) {
        moveZ -= 0.1f;
    }
    if (GetAsyncKeyState(VK_LEFT)) {
        moveX -= 0.1f;
    }
    if (GetAsyncKeyState(VK_RIGHT)) {
        moveX += 0.1f;
    }

    // カメラ移動
    camera->Move(moveX, moveY, moveZ);

    // ビュー・プロジェクション行列
    DirectX::XMMATRIX viewMatrix = camera->GetViewMatrix();
    DirectX::XMMATRIX projectionMatrix = camera->GetProjectionMatrix();
    DirectX::XMMATRIX viewProjectionMatrix = DirectX::XMMatrixMultiply(viewMatrix, projectionMatrix);

    // 行列を転置して、（DirectXのHLSLは順番が違うので転置する必要がある）
    // 定数バッファを作成
    MatrixBufferType matrixData;
    matrixData.world = DirectX::XMMatrixTranspose(DirectX::XMMatrixIdentity());
    matrixData.viewProjection = DirectX::XMMatrixTranspose(viewProjectionMatrix);

    // 定数バッファを更新
    constantBuffer.Update(d3dContext, matrixData);

    // シェーダーに定数バッファをセット
    d3dContext->VSSetConstantBuffers(0, 1, constantBuffer.GetBufferAddress());

    // ビューポートの設定
    SetViewPort(800, 600);

    // 入力レイアウトをセット
    d3dContext->IASetInputLayout(shaderManager->GetInputLayout());

    // 頂点バッファをセット
    ID3D11Buffer* vb = vertexBuffer->GetVertexBuffer();
    UINT stride = sizeof(Vertex);
    UINT offset = 0;
    d3dContext->IASetVertexBuffers(0, 1, &vb, &stride, &offset);

    // プリミティブ（線画形状）を設定
    d3dContext->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);

    // シェーダーをセット
    d3dContext->VSSetShader(shaderManager->GetVertexShader(), nullptr, 0);
    d3dContext->PSSetShader(shaderManager->GetPixelShader(), nullptr, 0);

    d3dContext->OMSetRenderTargets(1, renderTargetView.GetAddressOf(), nullptr);

    Debugger::GetInstance().BeginFrame();

    // 描画
    d3dContext->Draw(3, 0);

    Debugger::GetInstance().ShowDebugInfo(camera->GetPosition());

    Debugger::GetInstance().EndFrame();
}