KSG-Framework/Shader.cpp

#include "Shader.h"
#include "Text.h"
#include "Datei.h"
#include "DXBuffer.h"
#include <d3d11.h>
#include <d3d12.h>
#include <iostream>

using namespace Framework;

// Inhalt der Shader Klasse

// Konstruktor
Shader::Shader()
{
    type = UNBEKANNT;
    constBuffers = new RCArray< DXBuffer >();
    ref = 1;
}

// Destruktor
Shader::~Shader()
{
    constBuffers->release();
}

// Löscht einen constanten Buffer
//  index: der Index des Buffers, der gelöscht werden soll. Buffer 0 kann nicht gelöscht werden, solange Buffer 1 noch existiert usw.
bool Shader::removeConstBuffer( int index )
{
    if( index < 0 )
        return 0;
    bool ok = 1;
    constBuffers->set( 0, index );
    return 1;
}

// Kopiert daten in einen constanten buffer
//  zD3d11Context: Das Context Objekt, das zum kopieren verwendt werden soll
//  data: Einen zeiger auf en byte Array der größe des Buffers
//  index: Der Index des Buffers
//  län: Die Länge der Daten in Bytes (-1 für die maximale größe des Buffers)
bool Shader::füllConstBuffer( char *data, int index, int len )
{
    if( index < 0 )
        return 0;
    DXBuffer * zB = constBuffers->z( index );
    if( !zB )
        return 0;
    if( len < 0 )
        len = zB->getElementAnzahl() * zB->getElementLength();
    zB->setData( data );
    zB->copieren( len );
    return 1;
}

// Gibt die Länge eines constanten Buffers zurück
//  index: Der Index des Buffers
int Shader::getConstBufferLänge( int index ) const
{
    if( index < 0 )
        return 0;
    DXBuffer * zB = constBuffers->z( index );
    if( !zB )
        return 0;
    return zB->getElementAnzahl() * zB->getElementLength();
}

// Gibt den Shadertyp zurück
ShaderType Shader::getType() const
{
    return type;
}

// Erhöht den Reference Counter um 1
//  Return: Ein zeiger auf diesen Shader
Shader *Shader::getThis()
{
    ref++;
    return this;
}

// Verringert den Reference Counter und löscht den Shader, falls der Refeence Counter auf 0 ist
//  Return: 0
Shader *Shader::release()
{
    ref--;
    if( !ref )
        delete this;
    return 0;
}

DX11Shader::DX11Shader( ID3D11Device * device, ID3D11DeviceContext * context )
    : Shader()
{
    this->device = device;
    this->context = context;
}

DX11Shader::~DX11Shader()
{}

// erstellt ein constanten Buffer, der constante daten an den Shader übergibt
// es können maximal 14 Buffer erstellt werden
//  zD3d11Device: Das Device, mit dem der Buffer erstellt werden soll
//  größe: Die größe des buffers in byte
//  index: Die position des Buffers im Buffer Array. Bereits vorhanderner Buffer wird ersetzt. Buffer 1 kann nicht erstellt werden, wenn Buffer 0 noch nicht erstellt wurde usw.
bool DX11Shader::erstelleConstBuffer( int größe, int index )
{
    if( index < 0 || index >= 14 )
        return 0;
    bool ok = 1;
    while( ( größe / 16 ) * 16 != größe ) // es sind nur vielfache von 16 als größe erlaubt
        größe++;
    constBuffers->set( new DX11Buffer( 1, device, context, D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER ), index );
    constBuffers->z( index )->setLength( größe );
    return 1;
}


// Inhalt der PixelShader Klasse

// Konstruktor
DX11PixelShader::DX11PixelShader( ID3D11Device * device, ID3D11DeviceContext * context )
    : DX11Shader( device, context )
{
    pixelShader = 0;
}

// Destruktor
DX11PixelShader::~DX11PixelShader()
{
    if( pixelShader )
        pixelShader->Release();
}

// Setzt den Compilierten Shader
//  bytes: Die Bytes des compilierten codes
//  length: die Länge des bytearrays
//  return: true, wenn bytes gültig ist, false sonst
bool DX11PixelShader::setCompiledByteArray( unsigned char *bytes, int length )
{
    HRESULT result = device->CreatePixelShader( bytes, length, 0, &pixelShader );
    return result == S_OK;
}

// Nach dem Aufruf dieser Funktion wird dieser Shader als Pixel Shader benutzt
//  zD3d11Context: Das Context Objekt, mit dem der Shader verwendet werden soll
void DX11PixelShader::benutzeShader()
{
    int maxI = constBuffers->getLastIndex();
    for( int i = 0; i <= maxI; i++ )
    {
        if( !constBuffers->z( i ) )
            continue;
        if( !( (DX11Buffer *)constBuffers->z( i ) )->zBuffer() )
            constBuffers->z( i )->copieren();
        ID3D11Buffer * buf = ( (DX11Buffer *)constBuffers->z( i ) )->zBuffer();
        context->PSSetConstantBuffers( i, 1, &buf );
    }
    if( pixelShader )
        context->PSSetShader( pixelShader, 0, 0 );
}


// Inhalt der VertexShader Klasse

// Konstruktor
DX11VertexShader::DX11VertexShader( ID3D11Device * device, ID3D11DeviceContext * context )
    : DX11Shader( device, context )
{
    vertexShader = 0;
    inputLayout = 0;
    shaderByteBuffer = 0;
    byteBufferSize = 0;
}

// Destruktor
DX11VertexShader::~DX11VertexShader()
{
    if( vertexShader )
        vertexShader->Release();
    if( inputLayout )
        inputLayout->Release();
}

// Setzt den Compilierten Shader
//  bytes: Die Bytes des compilierten codes
//  length: die Länge des bytearrays
//  return: true, wenn bytes gültig ist, false sonst
bool DX11VertexShader::setCompiledByteArray( unsigned char *bytes, int length )
{
    shaderByteBuffer = (unsigned char *)bytes;
    byteBufferSize = length;
    HRESULT result = device->CreateVertexShader( bytes, length, 0, &vertexShader );
    return result == S_OK;
}

// erstellt ein InputLayout für den Shader
// Darf erst nach compile aufgerufen werden
//  zD3d11Device: Das Device, mit dem das Layout erstellt werden soll
//  descArray: Ein Array mit initialisierungsdaten
//  anz: Die Anzahl der Elemente im Array
bool DX11VertexShader::erstelleInputLayout( D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC * descArray, int anz )
{
    if( !shaderByteBuffer )
        return 0;
    if( inputLayout )
        inputLayout->Release();
    inputLayout = 0;
    HRESULT res = device->CreateInputLayout( descArray, anz, shaderByteBuffer, byteBufferSize, &inputLayout );
    if( res == S_OK )
    {
        shaderByteBuffer = 0;
        byteBufferSize = 0;
    }
    return res == S_OK;
}

// Nach dem Aufruf dieser Funktion wird dieser Shader als Vertex Shader benutzt
//  zD3d11Context: Das Context Objekt, mit dem der Shader verwendet werden soll
void DX11VertexShader::benutzeShader()
{
    int maxI = constBuffers->getLastIndex();
    for( int i = 0; i <= maxI; i++ )
    {
        if( !constBuffers->z( i ) )
            continue;
        if( !( (DX11Buffer *)constBuffers->z( i ) )->zBuffer() )
            constBuffers->z( i )->copieren();
        ID3D11Buffer * buf = ( (DX11Buffer *)constBuffers->z( i ) )->zBuffer();
        context->VSSetConstantBuffers( i, 1, &buf );
    }
    if( inputLayout )
        context->IASetInputLayout( inputLayout );
    if( vertexShader )
        context->VSSetShader( vertexShader, 0, 0 );
}


DX12Shader::DX12Shader( ID3D12Device2 * device, DX12CopyCommandQueue *copy, DX12DirectCommandQueue *direct )
    : Shader()
{
    shaderByteBuffer = 0;
    byteBufferSize = 0;
    this->device = device;
    this->copy = copy;
    this->direct = direct;
}

DX12Shader::~DX12Shader()
{
    delete[] shaderByteBuffer;
}

// erstellt ein constanten Buffer, der constante daten an den Shader übergibt
// es können maximal 14 Buffer erstellt werden
//  zD3d11Device: Das Device, mit dem der Buffer erstellt werden soll
//  size: Die größe des buffers in byte
//  index: Die position des Buffers im Buffer Array. Bereits vorhanderner Buffer wird ersetzt. Buffer 1 kann nicht erstellt werden, wenn Buffer 0 noch nicht erstellt wurde usw.
bool DX12Shader::erstelleConstBuffer( int size, int index )
{
    if( index < 0 || index >= 14 )
        return 0;
    while( ( size / 256 ) * 256 != size )
        size++;
    constBuffers->set( new DX12VertexBuffer( 1, device, copy, direct ), index );
    constBuffers->z( index )->setLength( size );
    constBuffers->z( index )->copieren();
    return 1;
}

// Setzt den Compilierten Shader
//  zD3d11Device: Das Device, mit welchem der Shader erstellt werden soll
//  bytes: Die Bytes des compilierten codes
//  length: die Länge des bytearrays
//  return: true, wenn bytes gültig ist, false sonst
bool DX12Shader::setCompiledByteArray( unsigned char *bytes, int length )
{
    delete[] shaderByteBuffer;
    shaderByteBuffer = new unsigned char[ length ];
    memcpy( shaderByteBuffer, bytes, length );
    byteBufferSize = length;
    return 1;
}

// Nach dem Aufruf dieser Funktion wird dieser Shader als Pixel Shader benutzt
//  zD3d11Context: Das Context Objekt, mit dem der Shader verwendet werden soll
void DX12Shader::benutzeShader()
{
    // not needet in DirectX 12
}

// gibt die compilierten bytes zurück
unsigned char *DX12Shader::getCompiledShader() const
{
    return shaderByteBuffer;
}

// gitbt die anzahl der compilierten bytes zurück
int DX12Shader::getCompiledLength() const
{
    return byteBufferSize;
}

// Erstellt den RootParameter zu einem constanten buffer
//  index: Der Index des Buffers
//  view: enthält nach dem Aufruf die position und größe des buffers im speicher
void DX12Shader::getViewDesc( int index, D3D12_CONSTANT_BUFFER_VIEW_DESC &view )
{
    DX12Buffer *zB = (DX12Buffer *)constBuffers->z( index );
    if( !zB )
        return;
    view.SizeInBytes = zB->getElementAnzahl() * zB->getElementLength();
    view.BufferLocation = zB->zBuffer()->GetGPUVirtualAddress();
}


DX12PixelShader::DX12PixelShader( ID3D12Device2 * device, DX12CopyCommandQueue *copy, DX12DirectCommandQueue *direct )
    : DX12Shader( device, copy, direct )
{}


// Konstruktor
DX12VertexShader::DX12VertexShader( ID3D12Device2 * device, DX12CopyCommandQueue *copy, DX12DirectCommandQueue *direct )
    : DX12Shader( device, copy, direct )
{
    inputLayout = 0;
    inputLayoutSize = 0;
}

// Destruktor
DX12VertexShader::~DX12VertexShader()
{
    delete[] inputLayout;
}

// erstellt ein InputLayout für den Shader
// Darf erst nach compile aufgerufen werden
//  zD3d11Device: Das Device, mit dem das Layout erstellt werden soll
//  descArray: Ein Array mit initialisierungsdaten
//  anz: Die Anzahl der Elemente im Array
bool DX12VertexShader::erstelleInputLayout( D3D12_INPUT_ELEMENT_DESC * descArray, int anz )
{
    delete[] inputLayout;
    inputLayout = new D3D12_INPUT_ELEMENT_DESC[ anz ];
    memcpy( inputLayout, descArray, anz * sizeof( D3D12_INPUT_ELEMENT_DESC ) );
    inputLayoutSize = anz;
    return 1;
}

// Gint die Anzahl an eingabeparametern des Shaders zurück
int DX12VertexShader::getInputLayoutSize() const
{
    return inputLayoutSize;
}

// Gibt eine Liste mit formaten für jeden Eingabewert zurück
D3D12_INPUT_ELEMENT_DESC *DX12VertexShader::zInputLayout() const
{
    return inputLayout;
}