MonoGameでHLSLにMatrixを渡す

ハードウェアインスタンシングを利用するにあたりC♯からHLSLにMatrix型のWorld座標をバーテックスバッファ経由で渡したい。

しかしMonoGameからHLSLに渡す際にデータ型を明示するVertexElementFormatは「Vector4」が最大となっている。Matrix型はない。

そこで「MatrixはVector4が4個セットになったもの」と仮定してVector4を4個ズラズラ列べてみる。VertexElementUsageはfloat4型のセマンティクス、かつ誰も使ってないであろうBlendWeightを指定した。

// Matrix型のワールド座標
// 詳細は略
var instances = new Matrix[10];

// VertexElementFormatで一番大きい型はVector4(float4)となっている。
// Matrix(float4x4)はない。
// 仕方がないので「Vector4が4個」と指定する。
var vertexDeclaration = new VertexDeclaration(
    new VertexElement( 0, VertexElementFormat.Vector4, VertexElementUsage.BlendWeight, 0),
    new VertexElement(16, VertexElementFormat.Vector4, VertexElementUsage.BlendWeight, 1),
    new VertexElement(32, VertexElementFormat.Vector4, VertexElementUsage.BlendWeight, 2),
    new VertexElement(48, VertexElementFormat.Vector4, VertexElementUsage.BlendWeight, 3));

// ダイナミックバーテックスバッファーを生成する
var instanceBuffer = new DynamicVertexBuffer(
    GraphicsDevice,
    vertexDeclaration,
    instances.Length,
    BufferUsage.WriteOnly);

// MatrixのままSetDataして問題ない。
instanceBuffer.SetData(instances, 0, instances.Length, SetDataOptions.Discard);

HLSL側は「float4が4個」として受け取り、バーテックスシェーダー内でmatrixに合成している。

// 「float4が4個」として受け取る。
struct InstanceInput 
{
    float4 w1 : BLENDWEIGHT0;
    float4 w2 : BLENDWEIGHT1;
    float4 w3 : BLENDWEIGHT2;
    float4 w4 : BLENDWEIGHT3;
};

VertexShaderOutput MainVS(VertexShaderInput input, InstanceInput instance)
{
    VertexShaderOutput output = (VertexShaderOutput)0;

    // 「float4が4個」をmatrixに合成する。
    matrix world = matrix(instance.w1, instance.w2, instance.w3, instance.w4);

    // 〜以下略〜
    return output;
}

とりあえず正常に動いている。

関連項目

• MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う
• MonoGameでハードウェアインスタンシングしてみる
• MonoGameでピクセルシェーダーを使ってテクスチャを貼る
• Metalでテクスチャから補正せずにサンプリングする
• HLSLでGaussian Blur