ProjectionShadowDemo/sources/ProjectionShadowDemo.cpp

/*---------------------------------------------------------------------------*
  Project:  NintendoWare
  File:     ProjectionShadowDemo.cpp

  Copyright (C)2009-2010 Nintendo Co., Ltd./HAL Laboratory, Inc.  All rights reserved.

  These coded instructions, statements, and computer programs contain
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  $Revision: 28483 $
 *---------------------------------------------------------------------------*/

#define NW_DEBUG_CHECK_MEMORY_LEAK

#include <nn/os.h>
#include <nn/fs.h>

#include <nw/types.h>

#include <nw/demo.h>
#include <nw/dev.h>
#include <nw/gfx.h>
#include <nw/ut.h>
#include <nw/anim.h>

namespace
{

//----------------------------------------
// シャドウ関係
// シャドウの状態を表す UserFlag です
enum UserFlags
{
    SHADOW_CASTER_SHIFT = 0,
    SHADOW_RECEIVER_SHIFT = 1,

    SHADOW_CASTER = 0x1 << SHADOW_CASTER_SHIFT,
    SHADOW_RECEIVER = 0x1 << SHADOW_RECEIVER_SHIFT
};

// Shadow の Caster のみを描画要素に加える関数オブジェクトです。
class IsShadowCasterModelFunctor : public nw::gfx::ISceneUpdater::IsVisibleModelFunctor
{
public:
    virtual bool IsVisible(const nw::gfx::Model* model)
    {
        return nw::ut::CheckFlag(model->GetUserParameter<u32>(), SHADOW_CASTER);
    }
};

IsShadowCasterModelFunctor s_ShadowCasterModel;

// シャドウの設定を行うレンダーコマンドです。
class StartShadowRenderCommand : public nw::gfx::RenderCommand
{
    NW_DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(StartShadowRenderCommand);

public:
    StartShadowRenderCommand(
        nw::demo::CommandListSwapper* commandListSwapper,
        nw::gfx::IRenderTarget* renderTarget,
        s32 shadowCameraIndex,
        nw::gfx::Material* shadowMaterial)
        : m_CommandListSwapper(commandListSwapper),
          m_RenderTarget(renderTarget),
          m_ShadowCameraIndex(shadowCameraIndex),
          m_ShadowMaterial(shadowMaterial),
          m_CommandSize(0),
          m_ProfilerPoint(0)
    {}
    virtual ~StartShadowRenderCommand() {}

    virtual void Invoke(nw::gfx::RenderContext* renderContext)
    {
        m_CommandSize = m_CommandListSwapper->GetCommandBufferSize();
        m_ProfilerPoint = m_CommandListSwapper->AddGpuProfilingStartPoint(true);

        // オフスクリーンバッファに切り替えます。
        renderContext->SetRenderTarget(m_RenderTarget);
        renderContext->ClearBuffer(GL_COLOR_BUFFER_BIT, nw::ut::FloatColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f), 1.0f);

        // シャドウ用のマテリアル、カメラを設定します。
        renderContext->SetActiveCamera(m_ShadowCameraIndex);
        renderContext->SetMaterial(m_ShadowMaterial);
        nw::gfx::Camera* shadowCamera = renderContext->GetActiveCamera();
        renderContext->SetCameraMatrix(shadowCamera);
        renderContext->ActivateContext();

        // 1Pass では RENDERMODE_IGNORE_MATERIAL を用いて以降のマテリアル設定を行いません。
        renderContext->SetRenderMode(nw::gfx::RenderContext::RENDERMODE_IGNORE_MATERIAL);
    }

    s32 GetCommandSize() const { return this->m_CommandSize; }
    s32 GetProfilerPoint() const { return this->m_ProfilerPoint; }

private:
    nw::demo::CommandListSwapper* m_CommandListSwapper;
    nw::gfx::IRenderTarget* m_RenderTarget;
    s32 m_ShadowCameraIndex;
    nw::gfx::Material* m_ShadowMaterial;
    s32 m_CommandSize;
    s32 m_ProfilerPoint;
};

// シャドウの後処理を行うレンダーコマンドです。
class EndShadowRenderCommand : public nw::gfx::RenderCommand
{
    NW_DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(EndShadowRenderCommand);

public:
    EndShadowRenderCommand(nw::demo::CommandListSwapper* commandListSwapper, StartShadowRenderCommand* startCommand)
        : m_CommandListSwapper(commandListSwapper),
          m_StartCommand(startCommand),
          m_CommandSize(0)
    {}
    virtual ~EndShadowRenderCommand() {}

    virtual void Invoke(nw::gfx::RenderContext* renderContext)
    {
        // レンダーモードをデフォルトに戻し、マテリアル設定が通常通り行われるようにします。
        renderContext->SetRenderMode(nw::gfx::RenderContext::RENDERMODE_DEFAULT);

        // 描画キャッシュを破棄するために ResetState を行います。
        renderContext->ResetState();

        m_CommandSize = m_CommandListSwapper->GetCommandBufferSize();
        int profilerPoint = m_StartCommand->GetProfilerPoint();
        m_CommandListSwapper->SetGpuProfilingEndPoint(profilerPoint);
    }

    s32 GetCommandSize() const { return this->m_CommandSize; }

private:
    nw::demo::CommandListSwapper* m_CommandListSwapper;
    StartShadowRenderCommand* m_StartCommand;
    s32 m_CommandSize;
};

// 描画開始の設定を行うレンダーコマンドです。
class StartRenderCommand : public nw::gfx::RenderCommand
{
    NW_DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(StartRenderCommand);

public:
    StartRenderCommand(nw::demo::RenderSystem* renderSystem, nw::gfx::IRenderTarget* renderTarget, s32 baseCameraIndex)
        : m_RenderSystem(renderSystem),
          m_RenderTarget(renderTarget),
          m_BaseCameraIndex(baseCameraIndex),
          m_CommandSize(0)
    {}

    virtual ~StartRenderCommand() {}

    virtual void Invoke(nw::gfx::RenderContext* renderContext)
    {
        nw::demo::CommandListSwapper* commandListSwapper = m_RenderSystem->GetCommandListSwapper();

        // 描画対象をオンスクリーンバッファに切り替えます
        renderContext->SetRenderTarget(m_RenderTarget);
        // ライト、環境マップなどの計算用カメラを設定します。
        renderContext->SetActiveCamera(m_BaseCameraIndex);

        // ステレオ表示用コマンドの作成を開始します。作成したコマンドは複数回描画するために再利用されます。
        commandListSwapper->StartCommandSave();

        m_CommandSize = commandListSwapper->GetCommandBufferSize();

        m_RenderSystem->ClearBySkyModel(renderContext->GetActiveCamera());
    }

    s32 GetCommandSize() const { return this->m_CommandSize; }

private:
    nw::demo::RenderSystem* m_RenderSystem;
    nw::gfx::IRenderTarget* m_RenderTarget;
    s32 m_BaseCameraIndex;
    s32 m_CommandSize;
};

// 描画終了の設定を行うレンダーコマンドです。
class EndRenderCommand : public nw::gfx::RenderCommand
{
    NW_DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(EndRenderCommand);

public:
    EndRenderCommand(
        nw::demo::RenderSystem* renderSystem,
        nw::gfx::Camera* leftCamera,
        nw::gfx::Camera* rightCamera,
        StartRenderCommand* startCommand)
        : m_RenderSystem(renderSystem),
          m_LeftCamera(leftCamera),
          m_RightCamera(rightCamera),
          m_StartCommand(startCommand)
    {}
    virtual ~EndRenderCommand() {}

    virtual void Invoke(nw::gfx::RenderContext* renderContext)
    {
        int commandSize = m_RenderSystem->GetCommandListSwapper()->GetCommandBufferSize();
        m_RenderSystem->AddLoadMeterCommandSize(commandSize - m_StartCommand->GetCommandSize());

        nw::demo::CommandListSwapper* commandListSwapper = m_RenderSystem->GetCommandListSwapper();

        // ステレオ表示用コマンドの作成を終了します。
        commandListSwapper->EndCommandSave();

        // GPU処理時間計測開始
        int profilerLeft = commandListSwapper->AddGpuProfilingStartPoint(true);

        // 保存したコマンドを左目用の描画として再利用します。
        renderContext->SetCameraMatrix(m_LeftCamera);
        commandListSwapper->ReuseCommand(false);

        // GPU処理時間計測終了
        commandListSwapper->SetGpuProfilingEndPoint(profilerLeft);

        m_RenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::UPPER_SCREEN);

        // GPU処理時間計測開始
        int profilerRight = commandListSwapper->AddGpuProfilingStartPoint(true);

        // 保存したコマンドを右目用の描画として再利用します。
        renderContext->SetCameraMatrix(m_RightCamera);
        commandListSwapper->ReuseCommand(false);

        // GPU処理時間計測終了
        commandListSwapper->SetGpuProfilingEndPoint(profilerRight);

        m_RenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::EXTENSION_SCREEN);
    }
private:
    nw::demo::RenderSystem* m_RenderSystem;
    nw::gfx::Camera* m_LeftCamera;
    nw::gfx::Camera* m_RightCamera;
    StartRenderCommand* m_StartCommand;
};

enum CameraKind
{
    PERSPECTIVE_CAMERA,
    FRUSTUM_CAMERA,
    ORTHO_CAMERA
};

nw::gfx::Camera* s_ShadowCamera = NULL;
// シャドウに用いるカメラの種類です。
CameraKind s_CameraKind = PERSPECTIVE_CAMERA;
// シャドウ用のカメラのパラメータです。
const f32 s_OrthoCameraHeight = 32.0f;
const f32 s_ShadowNear = 1.0f;
const f32 s_ShadowFar = 500.0f;

StartShadowRenderCommand* s_StartShadowRenderCommand = NULL;
EndShadowRenderCommand* s_EndShadowRenderCommand = NULL;
StartRenderCommand* s_StartRenderCommand = NULL;
EndRenderCommand* s_EndRenderCommand = NULL;

// シャドウのマテリアル、シェーダー設定用モデルです。
// このモデルはマテリアルとシェーダーの設定に利用されます。
// 実際には描画されません。
nw::gfx::Model* s_ShadowDummyModel = NULL;
// シャドウ用のテクスチャです。
nw::gfx::ResImageTexture s_ShadowTexture;
// シャドウテクスチャのサイズです。
const s32 s_ShadowTextureSize = 512;
// 影の強度（濃さ）です。
const f32 s_ShadowIntensity = 0.2f;

//----------------------------------------
// メモリ関係

// デバイスメモリを確保するためのアロケータです。
nw::demo::DemoAllocator s_DeviceAllocator;

//----------------------------------------
// ファイル名の定義です。
const wchar_t* SKY_SPHERE_FILE_NAME  = NW_DEMO_FILE_PATH(L"SkySphere.bcmdl");

const wchar_t* MODEL_RESOURCE_FILES[] =
{
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"MaleShadow.bcmdl"),
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"SceneEnvironmentSetting.bcenv"),
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"SpotLight.bcenv"),
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"AmbientLight.bcenv"),
};

const wchar_t* SKELETAL_ANIM_RESOURCE_FILE = NW_DEMO_FILE_PATH(L"WalkAimAt.bcskla");

const wchar_t* SHADOW_MATERIAL_FILE_NAME = NW_DEMO_FILE_PATH(L"ShadowModel.bcmdl");

//----------------------------------------
// 描画関係
const int RENDER_TARGET_COUNT = 2;
typedef nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::IRenderTarget*, RENDER_TARGET_COUNT> RenderTargetArray;

RenderTargetArray s_RenderTargets;
nw::demo::SceneSystem*  s_SceneSystem = NULL;
nw::demo::RenderSystem* s_RenderSystem = NULL;

nw::demo::GraphicsDrawing  s_GraphicsDrawing;

//----------------------------------------
// リソース関係
nw::demo::ResourceArray s_Resources;

//----------------------------------------
// シーン関係
nw::gfx::SceneNode* s_SceneRoot = NULL;
nw::gfx::SceneNode* s_ModelRoot = NULL;
nw::gfx::TransformNode* s_LightRoot = NULL;
s32 s_FrameCount = 0;
nw::gfx::Camera* s_BaseCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_LeftCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_RightCamera = NULL;
nw::gfx::FragmentLight* s_SpotLight = NULL;

const f32 s_fNearPlane = 0.1f;
const f32 s_fFarPlane = 1000.0f;

//----------------------------------------
// シーン環境関係
const s32 ENVIRONMENT_SETTINGS_COUNT = 1;

typedef nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::SceneEnvironmentSetting*, ENVIRONMENT_SETTINGS_COUNT> SceneEnvironmentSettingArray;
SceneEnvironmentSettingArray s_SceneEnvironmentSettings;

const s32 s_BaseCameraIndex = 0;
const s32 s_ShadowCameraIndex = 1;

//----------------------------------------
// アニメーション関係
nw::gfx::SkeletalModel* s_AnimModel = NULL;
const int MAX_ANIM_OBJECTS = 8;
nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::AnimObject*, MAX_ANIM_OBJECTS> s_AnimObjects;

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の初期化を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeGraphics()
{
    nw::gfx::CommandCacheManager::SetAllocator( &s_DeviceAllocator );

    // renderDescriptionへステレオの設定を行います。
    nw::demo::RenderSystem::Description renderDescription;

    renderDescription.reusableCommandBufferSize = 0x100000;
    renderDescription.reusableCommandRequestCount      = 512;
    renderDescription.upperScreenMode = nw::demo::UPPER_SCREEN_MODE_STEREO;

    s_RenderSystem = nw::demo::RenderSystem::Create(&s_DeviceAllocator, renderDescription);

    s_GraphicsDrawing.SetScreenSize(
        renderDescription.lowerScreenDescription.width,
        renderDescription.lowerScreenDescription.height
    );

    nw::demo::Utility::InitializeGraphicsDrawing(&s_DeviceAllocator, s_GraphicsDrawing);

    s_RenderTargets.push_back(
        nw::demo::Utility::CreateUpperScreenBuffer(&s_DeviceAllocator, renderDescription)
    );

    // シャドウ描画用のテクスチャを確保します。
    // VRAM に配置して OffScreenBuffer として利用するので、
    // LocationFlag(NN_GX_MEM_VRAMA), DynamicAllocation(false) とする。
    s_ShadowTexture =
        nw::gfx::ResImageTexture::DynamicBuilder()
        .Width(s_ShadowTextureSize)
        .Height(s_ShadowTextureSize)
        .MipmapSize(1)
        .LocationFlag(NN_GX_MEM_VRAMA | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP)
        .Format(nw::gfx::ResPixelBasedTexture::FORMAT_HW_RGBA8)
        .ExecutingMemoryFill(true)
        .DynamicAllocation(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    s_ShadowTexture.Setup(&s_DeviceAllocator, nw::gfx::ResGraphicsFile(NULL));

    // オフスクリーンバッファを作成します。
    nw::gfx::IRenderTarget* offScreenTarget =
        nw::gfx::IRenderTarget::CreateOffScreenBuffer(&s_DeviceAllocator, s_ShadowTexture);

    s_RenderTargets.push_back(offScreenTarget);

    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());
    s_RenderSystem->GetRenderContext()->SetRenderTarget(s_RenderTargets[0]);

    // sceneDescriptionへの標準的な設定はコンストラクタで行われています。
    nw::demo::SceneSystem::Description sceneDescription;
    s_SceneSystem = nw::demo::SceneSystem::Create(&s_DeviceAllocator, sceneDescription);

    // デモ用の最遠景モデルをレンダリングシステムに設定します。
    // gfx のデモでは glClear などを用いずに背景で塗りつぶしを行います。
    s_RenderSystem->LoadSkyModel(SKY_SPHERE_FILE_NAME);

    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateGraphics()
{
    s_ShadowTexture.Cleanup();
    if (s_ShadowTexture.IsValid())
    {
        s_ShadowTexture.DynamicDestroy();
    }

    nw::gfx::SafeDestroy(s_LeftCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_RightCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_SceneSystem);

    nw::gfx::SafeDestroyAll(s_RenderTargets);

    s_GraphicsDrawing.Finalize();

    nw::gfx::SafeDestroy(s_RenderSystem);

    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief ファイルからトランスフォームアニメーション評価を生成します。

  @param[in] maxBones 最大メンバ数です。
  @param[in] translateAnimEnabled 移動アニメーションが有効かどうかです。
  @param[in] filePath トランスフォームアニメーションファイルのフルパスです。

  @return トランスフォームアニメーション評価です。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
nw::gfx::TransformAnimEvaluator*
CreateTransformAnimEvaluator(
    const int maxMembers,
    const bool translateAnimEnabled,
    const wchar_t* filePath
)
{
    //----------------------------------------
    // アニメーションリソースを生成します。
    nw::demo::ResourceSet* resourceSet = nw::demo::Utility::LoadResources(s_Resources, filePath, &s_DeviceAllocator);
    if (resourceSet->resource.GetSkeletalAnimsCount() == 0)
    {
        return NULL;
    }
    nw::anim::ResAnim resAnim = resourceSet->resource.GetSkeletalAnims(0);

    if (!resAnim.IsValid())
    {
        return NULL;
    }

    //----------------------------------------
    // トランスフォームアニメーション評価を生成します。
    //
    // アニメーションを1つのモデルにのみ適用する場合や、
    // コマ形式データの場合は、 AllocCache を false にすると処理負荷が下がります。
    nw::gfx::TransformAnimEvaluator* evaluator = nw::gfx::TransformAnimEvaluator::Builder()
        .AnimData(resAnim)
        .MaxMembers(maxMembers)
        .AllocCache(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);

    // 移動アニメーションの無効化フラグを設定します。
    evaluator->SetIsTranslateDisabled(!translateAnimEnabled);

    return evaluator;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        スケルタルアニメーションを初期化します。

  @param[in]    model スケルタルモデルです。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeSkeletalAnim(nw::gfx::SkeletalModel* model)
{
    nw::gfx::AnimGroup* animGroup = model->GetSkeletalAnimGroup();
    if (animGroup == NULL) // スケルタルアニメーション用のアニメーショングループがありません。
    {
        return;
    }

    nw::gfx::ResSkeletalModel resModel = model->GetResSkeletalModel();
    nw::gfx::ResSkeleton resSkeleton = resModel.GetSkeleton();
    const int maxBones = resSkeleton.GetBonesCount();
    const bool translateAnimEnabled =
        nw::ut::CheckFlag(resSkeleton.GetFlags(), nw::gfx::ResSkeletonData::FLAG_TRANSLATE_ANIMATION_ENABLED);

    //----------------------------------------
    // アニメーション評価を生成します。
    nw::gfx::TransformAnimEvaluator* evaluator = CreateTransformAnimEvaluator(
        maxBones, translateAnimEnabled, SKELETAL_ANIM_RESOURCE_FILE);
    if (evaluator == NULL)
    {
        return;
    }

    // アニメーションをバインドします。
    bool bindResult = evaluator->Bind(animGroup);

    //----------------------------------------
    // アニメーションをモデルに登録します。
    model->SetSkeletalAnimObject(evaluator);
    s_AnimObjects.PushBack(evaluator);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        アニメーションの後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateAnim(void)
{
    for (int animIdx = 0; animIdx < s_AnimObjects.Size(); ++animIdx)
    {
        nw::gfx::SafeDestroy(s_AnimObjects[animIdx]);
    }
    s_AnimObjects.clear();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ルートノード関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildRootNodes()
{
    NW_ASSERT(s_SceneRoot == NULL);
    s_SceneRoot = nw::gfx::TransformNode::DynamicBuilder()
        .IsFixedSizeMemory(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    NW_NULL_ASSERT(s_SceneRoot);

    NW_ASSERT(s_ModelRoot == NULL);
    s_ModelRoot = nw::gfx::TransformNode::DynamicBuilder()
        .IsFixedSizeMemory(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    s_SceneRoot->AttachChild(s_ModelRoot);
    NW_NULL_ASSERT(s_ModelRoot);

    NW_ASSERT(s_LightRoot == NULL);
    s_LightRoot = nw::gfx::TransformNode::DynamicBuilder()
        .IsFixedSizeMemory(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    s_SceneRoot->AttachChild(s_LightRoot);
    NW_NULL_ASSERT(s_LightRoot);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        カメラ関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildCameras()
{
    nw::demo::Utility::CreateStereoCameras(
        &s_BaseCamera,
        &s_LeftCamera,
        &s_RightCamera,
        &s_DeviceAllocator,
        nw::math::VEC3(20.0f, 15.0f, 20.0f),
        nw::math::VEC3(0.0f, 10.0f, 0.0f),
        s_fNearPlane,
        s_fFarPlane
    );
    s_SceneRoot->AttachChild(s_BaseCamera);
    s_SceneSystem->GetCameraController()->Register(s_BaseCamera);

    // シャドウ用のカメラを作成します。
    switch (s_CameraKind)
    {
        case PERSPECTIVE_CAMERA:
            {
                s_ShadowCamera =
                    nw::demo::Utility::CreateCamera(
                        &s_DeviceAllocator,
                        nw::math::VEC3(20.0f, 15.0f, 20.0f),
                        nw::math::VEC3(0.0f, 10.0f, 0.0f),
                        s_ShadowNear,
                        s_ShadowFar,
                        NW_MATH_DEG_TO_RAD(45.0f),
                        nw::math::PIVOT_NONE);
            }
            break;
        case FRUSTUM_CAMERA:
            {
                s_ShadowCamera =
                    nw::demo::Utility::CreateFrustumCamera(
                        &s_DeviceAllocator,
                        nw::math::VEC3(20.0f, 15.0f, 20.0f),
                        nw::math::VEC3(0.0f, 10.0f, 0.0f),
                        s_ShadowNear,
                        s_ShadowFar,
                        nw::math::VEC2(0.0f, 0.0f),
                        1.0f,
                        nw::math::PIVOT_NONE);
            }
            break;
        case ORTHO_CAMERA:
            {
                s_ShadowCamera =
                    nw::demo::Utility::CreateOrthoCamera(
                        &s_DeviceAllocator,
                        nw::math::VEC3(20.0f, 15.0f, 20.0f),
                        nw::math::VEC3(0.0f, 10.0f, 0.0f),
                        s_ShadowNear,
                        s_ShadowFar,
                        nw::math::VEC2(0.0f, 0.0f),
                        s_OrthoCameraHeight,
                        nw::math::PIVOT_NONE);
            }
            break;
        default:
            {
                NW_FATAL_ERROR("Unsupported camera type.");
            }
            break;
    }

    NW_NULL_ASSERT(s_ShadowCamera);

    s_SceneRoot->AttachChild(s_ShadowCamera);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シャドウ用のテクスチャコンバイナ関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
SetupShadowMaterial(nw::gfx::ResMaterial resMaterial)
{
    nw::gfx::ResTextureCoordinator resTexCoord = resMaterial.GetTextureCoordinators(0);
    resTexCoord.SetReferenceCamera(1);
    nw::gfx::ResPixelBasedTextureMapper resTextureMapper = resMaterial.GetTextureMappers(0);
    // ダミーのテクスチャをシャドウ用のテクスチャに差し替えます。
    nw::gfx::ResTexture dummyTexture = resTextureMapper.GetTexture().Dereference();
    dummyTexture.Cleanup();
    resTextureMapper.SetTexture(s_ShadowTexture);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        リソース関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildResources(nw::demo::ResourceSet* resourceSet)
{
    resourceSet->resource.ForeachTexture(nw::gfx::LocationFlagSetter(NN_GX_MEM_VRAMA | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP));
    resourceSet->resource.ForeachIndexStream(nw::gfx::LocationFlagSetter(NN_GX_MEM_VRAMB | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP));
    resourceSet->resource.ForeachVertexStream(nw::gfx::LocationFlagSetter(NN_GX_MEM_VRAMB | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP));

    nw::gfx::Result result = resourceSet->resource.Setup(&s_DeviceAllocator);
    if (result.IsFailure())
    {
        NW_FATAL_ERROR("Fail to set up model. A result code is 0x%x", result.GetCode());
    }

    nw::ut::MoveArray<nw::gfx::SceneNode*> sceneNodeArray(&s_DeviceAllocator);

    nw::gfx::ResModelArray models = resourceSet->resource.GetModels();
    nw::gfx::ResModelArray::iterator modelsEnd = models.end();
    for (nw::gfx::ResModelArray::iterator modelResource = models.begin();
         modelResource != modelsEnd; ++modelResource)
    {
        nw::gfx::SceneNode* node = nw::demo::Utility::CreateSceneNode(
            &s_DeviceAllocator,
            (*modelResource)
        );

        // plane の Texture0 にオフスクリーンバッファをテクスチャとしてセットする
        if (::std::strcmp((*modelResource).GetName(), "Plane") == 0)
        {
            nw::gfx::Model* model = nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::Model*>(node);
            NW_ASSERT(model->GetMaterialCount() != 0);

            nw::gfx::Material* material = model->GetMaterial(0);
            nw::gfx::ResMaterial resMaterial = material->GetOriginal();
            NW_ASSERT(resMaterial.IsValid());
            SetupShadowMaterial(resMaterial);
        }
        else if (::std::strcmp((*modelResource).GetName(), "Male") == 0)
        {
            nw::gfx::SkeletalModel* skeletalModel = nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::SkeletalModel*>(node);
            s_AnimModel = skeletalModel;

            // 影を生成するモデルにフラグを設定します。
            skeletalModel->SetUserParameter(SHADOW_CASTER);
        }

        sceneNodeArray.push_back(node);
    }

    nw::gfx::ResLightArray lights = resourceSet->resource.GetLights();
    nw::gfx::ResLightArray::iterator lightsEnd = lights.end();
    for (nw::gfx::ResLightArray::iterator lightResource = lights.begin();
         lightResource != lightsEnd; ++lightResource)
    {
        nw::gfx::SceneNode* node = nw::demo::Utility::CreateSceneNode(
            &s_DeviceAllocator,
            (*lightResource)
        );

        if (::std::strcmp((*lightResource).GetName(), "SpotLight") == 0)
        {
            s_SpotLight = nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::FragmentLight*>(node);
            s_LightRoot->AttachChild(s_SpotLight);
        }

        sceneNodeArray.push_back(node);
    }

    // 親子付け参照関係を解決
    nw::gfx::SceneHelper::ResolveReference(sceneNodeArray);

    // モデルをシーンに追加
    nw::gfx::SceneHelper::ForeachRootNodes(
        sceneNodeArray.Begin(),
        sceneNodeArray.End(),
        nw::gfx::AttachNode(s_ModelRoot)
    );

    nw::gfx::ResSceneEnvironmentSettingArray settings = resourceSet->resource.GetSceneEnvironmentSettings();
    nw::gfx::ResSceneEnvironmentSettingArray::iterator settingsEnd = settings.end();
    for (nw::gfx::ResSceneEnvironmentSettingArray::iterator settingResource = settings.begin();
        settingResource != settingsEnd; ++settingResource)
    {
        nw::gfx::SceneObject* sceneObject = nw::gfx::SceneBuilder()
            .Resource(*settingResource)
            .CreateObject(&s_DeviceAllocator, &s_DeviceAllocator);

        nw::gfx::SceneEnvironmentSetting* sceneEnvironmentSetting =
            nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::SceneEnvironmentSetting*>(sceneObject);

        NW_NULL_ASSERT(sceneEnvironmentSetting);
        s_SceneEnvironmentSettings.push_back(sceneEnvironmentSetting);
    }
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを初期化します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeScenes()
{
    BuildRootNodes();

    BuildCameras();

    NW_FOREACH(const wchar_t* name, MODEL_RESOURCE_FILES)
    {
        BuildResources(nw::demo::Utility::LoadResources(s_Resources, name, &s_DeviceAllocator));
    }

    if (s_AnimModel != NULL)
    {
        InitializeSkeletalAnim(s_AnimModel);
    }

    // シーンツリーを巡回して初期化を行います。
    s_SceneSystem->InitializeScene(s_SceneRoot);
    s_SceneSystem->UpdateScene();

    // シーン環境の参照解決を行い設定します。
    s_RenderSystem->SetSceneEnvironmentSettings(s_SceneSystem, &s_SceneEnvironmentSettings);

    // カメラを設定します。
    nw::gfx::SceneEnvironment& sceneEnvironment = s_RenderSystem->GetSceneEnvironment();
    sceneEnvironment.SetCamera(s_BaseCameraIndex, s_BaseCamera);
    sceneEnvironment.SetCamera(s_ShadowCameraIndex, s_ShadowCamera);
    nw::demo::Utility::SetCameraAspectRatio(s_BaseCamera, s_RenderTargets[0]);

    // シャドウ用のマテリアルとシェーダーを含むモデルを読み込みます。
    nw::demo::ResourceSet* resourceSet = nw::demo::Utility::LoadResources(s_Resources, SHADOW_MATERIAL_FILE_NAME, &s_DeviceAllocator);
    nw::gfx::ResModel resShadowModel = resourceSet->resource.GetModels("ShadowModel");
    nw::gfx::Result result = resShadowModel.Setup(&s_DeviceAllocator, resourceSet->resource);
    NW_ASSERT(result.IsSuccess());
    nw::gfx::SceneNode* node = nw::demo::Utility::CreateSceneNode(
        &s_DeviceAllocator,
        resShadowModel
    );
    s_ShadowDummyModel = nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::Model*>(node);
    NW_NULL_ASSERT(s_ShadowDummyModel);

    NW_ASSERT(s_ShadowDummyModel->GetMaterialCount() != 0);

    // 影の強度（濃さ）を設定します。
    nw::gfx::ResMaterialColor materialColor = s_ShadowDummyModel->GetMaterial(0)->GetOriginal().GetMaterialColor();
    materialColor.SetDiffuse(s_ShadowIntensity, s_ShadowIntensity, s_ShadowIntensity);

    nw::demo::CommandListSwapper* commandListSwapper = s_RenderSystem->GetCommandListSwapper();
    NW_ASSERT(s_ShadowDummyModel->GetMaterialCount() != 0);
    nw::gfx::Material* shadowMaterial = s_ShadowDummyModel->GetMaterial(0);

    // レンダーコマンドを作成します。
    void* startShadowCommandMemory = s_DeviceAllocator.Alloc(sizeof(StartShadowRenderCommand));
    NW_NULL_ASSERT(startShadowCommandMemory);
    s_StartShadowRenderCommand = new(startShadowCommandMemory) StartShadowRenderCommand(
        commandListSwapper,
        s_RenderTargets[1],
        s_ShadowCameraIndex,
        shadowMaterial);

    void* endShadowCommandMemory = s_DeviceAllocator.Alloc(sizeof(EndShadowRenderCommand));
    NW_NULL_ASSERT(endShadowCommandMemory);
    s_EndShadowRenderCommand = new(endShadowCommandMemory) EndShadowRenderCommand(commandListSwapper, s_StartShadowRenderCommand);

    void* startCommandMemory = s_DeviceAllocator.Alloc(sizeof(StartRenderCommand));
    NW_NULL_ASSERT(startCommandMemory);
    s_StartRenderCommand = new(startCommandMemory) StartRenderCommand(s_RenderSystem, s_RenderTargets[0], s_BaseCameraIndex);

    void* endCommandMemory = s_DeviceAllocator.Alloc(sizeof(EndRenderCommand));
    NW_NULL_ASSERT(endCommandMemory);
    s_EndRenderCommand = new(endCommandMemory) EndRenderCommand(s_RenderSystem, s_LeftCamera, s_RightCamera, s_StartRenderCommand);

    NW_GL_ASSERT();

    s_FrameCount = 0;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーン関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateScenes()
{
    s_DeviceAllocator.Free(s_EndRenderCommand);
    s_DeviceAllocator.Free(s_StartRenderCommand);
    s_DeviceAllocator.Free(s_EndShadowRenderCommand);
    s_DeviceAllocator.Free(s_StartShadowRenderCommand);

    nw::ut::SafeDestroy(s_ShadowDummyModel);
    nw::gfx::SafeDestroyBranch(s_SceneRoot);
    nw::demo::SafeCleanupResources(s_Resources);
    nw::ut::SafeDestroyAll(s_SceneEnvironmentSettings);
    TerminateAnim();

    NW_GL_ASSERT();

    s_Resources.clear();
    s_SceneEnvironmentSettings.clear();
    s_ModelRoot = NULL;
    s_LightRoot = NULL;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを更新します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
UpdateScene()
{
    float radian = static_cast<float>((s_FrameCount) % (314 * 2)) * 0.01f;

    // ライトルートがＹ軸中心に回転します。
    nw::gfx::TransformNode* lightNode =
        nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::TransformNode*>(s_LightRoot);
    NW_NULL_ASSERT(lightNode);

    lightNode->Transform().SetRotateXYZ(0.0f, radian, 0.0f);

    s_SceneSystem->GetCameraController()->Update();

    s_SceneSystem->UpdateScene();

    s_BaseCamera->UpdateCameraMatrix();

    s_RenderSystem->CalcStereoCamera(s_LeftCamera, s_RightCamera, s_BaseCamera, s_fNearPlane + 5.0f);

    // シャドウの描画をライト方向から行うために、カメラの位置と方向をライトに追従させます。
    nw::math::VEC3 translate;
    translate.x = s_SpotLight->WorldMatrix().m[0][3];
    translate.y = s_SpotLight->WorldMatrix().m[1][3];
    translate.z = s_SpotLight->WorldMatrix().m[2][3];

    s_ShadowCamera->WorldMatrix().m[0][3] = translate.x;
    s_ShadowCamera->WorldMatrix().m[1][3] = translate.y;
    s_ShadowCamera->WorldMatrix().m[2][3] = translate.z;

    const nw::math::VEC3& direction = s_SpotLight->Direction();
    s_ShadowCamera->SetTargetPosition(translate + direction);

    s_ShadowCamera->UpdateCameraMatrix();

    ++s_FrameCount;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        レンダーキューにレンダーエレメントを追加します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
SubmitView()
{
    nw::gfx::RenderContext* renderContext = s_RenderSystem->GetRenderContext();
    nw::gfx::SceneEnvironment& sceneEnvironment = renderContext->GetSceneEnvironment();
    nw::gfx::SceneContext* sceneContext = s_SceneSystem->GetSceneContext();

    nw::gfx::RenderQueue* renderQueue = s_RenderSystem->GetRenderQueue();

    renderQueue->Reset();

    // 描画対象とレンダーコマンドをレンダーキューに追加します。
    // 分かりやすくするために処理される順に Submit or Enqueue を行います。

    // シャドウ用の設定を行うコマンドをレイヤー０の後に実行するコールバックに追加します。
    s_RenderSystem->EnqueueRenderCommand(
        s_StartShadowRenderCommand, nw::gfx::ResMaterial::TRANSLUCENCY_KIND_OPAQUE, 0, 0);

    // シャドウキャスターとして指定されたモデルのみを レイヤー1としてレンダーキューに追加します。
    s_SceneSystem->GetSceneUpdater()->SubmitView(
        renderQueue,
        sceneContext,
        *s_ShadowCamera,
        1,
        1,
        &s_ShadowCasterModel,
        s_RenderSystem->GetRenderSortMode());

    // シャドウの後処理を行うコマンドをレイヤー１の後に実行するコールバックに追加します。
    s_RenderSystem->EnqueueRenderCommand(
        s_EndShadowRenderCommand, nw::gfx::ResMaterial::TRANSLUCENCY_KIND_OPAQUE, 0, 1);

    // ステレオ描画の前処理の設定を行うコマンドをレイヤー１の後に実行するコールバックに追加します。
    s_RenderSystem->EnqueueRenderCommand(
        s_StartRenderCommand, nw::gfx::ResMaterial::TRANSLUCENCY_KIND_OPAQUE, 1, 1);

    // シーンコンテキストの全てのモデルをレイヤー2でレンダーキューに追加します。
    s_SceneSystem->GetSceneUpdater()->SubmitView(
        renderQueue,
        sceneContext,
        *s_BaseCamera,
        2,
        s_RenderSystem->GetRenderSortMode());

    // ステレオ描画の後処理の設定を行うコマンドをレイヤー２の後に実行するコールバックに追加します。
    s_RenderSystem->EnqueueRenderCommand(
        s_EndRenderCommand, nw::gfx::ResMaterial::TRANSLUCENCY_KIND_OPAQUE, 0, 2);

    std::sort(
        renderQueue->Begin(),
        renderQueue->End(),
        nw::gfx::RenderElementCompare());
}

//----------------------------------------
struct RenderSceneInternalFunctor
: public std::unary_function<nw::gfx::RenderElement&, void>
{
    nw::gfx::RenderContext* m_RenderContext;
    nw::gfx::MeshRenderer* m_MeshRenderer;

    RenderSceneInternalFunctor(nw::gfx::RenderContext* renderContext, nw::gfx::MeshRenderer* meshRenderer)
    : m_RenderContext(renderContext), m_MeshRenderer(meshRenderer)
    {
        NW_NULL_ASSERT(renderContext);
        NW_NULL_ASSERT(meshRenderer);
    }

    void operator()(nw::gfx::RenderElement& element)
    {
        if (element.IsCommand())
        {
            nw::gfx::RenderCommand* command = element.GetCommand();
            NW_NULL_ASSERT(command);
            command->Invoke(this->m_RenderContext);
        }
        else
        {
            nw::gfx::ResMesh mesh = element.GetMesh();
            nw::gfx::Model* model = element.GetModel();
            model->PreRenderSignal()(model, mesh, this->m_RenderContext);
            this->m_MeshRenderer->RenderMesh(mesh, model);
            model->PostRenderSignal()(model, mesh, this->m_RenderContext);
        }
        NW_GL_ASSERT();
    }
};

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        レンダーキューに基づいて描画を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
RenderScene()
{
    nw::gfx::RenderContext* renderContext = s_RenderSystem->GetRenderContext();
    nw::gfx::RenderQueue* renderQueue = s_RenderSystem->GetRenderQueue();
    nw::gfx::MeshRenderer* meshRenderer = s_RenderSystem->GetMeshRenderer();

    std::for_each(
        renderQueue->Begin(),
        renderQueue->End(),
        RenderSceneInternalFunctor(renderContext, meshRenderer));

    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        負荷表示やテスト機能の処理をおこないます。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
ReportDemo()
{
    NW_PROFILE("ReportDemo");

    // 負荷表示からはこれらの負荷は除きます。
    s_RenderSystem->SuspendLoadMeter();

    s_RenderSystem->AddLoadMeterCommandSize(
        s_EndShadowRenderCommand->GetCommandSize() - s_StartShadowRenderCommand->GetCommandSize());

    nw::demo::DebugUtility::CalcLoadMeter(s_RenderSystem);

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingShape();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeter(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingShape();

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingString();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeterText(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingString();

    s_RenderSystem->ResumeLoadMeter();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンをデモンストレーションします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
DemoScene()
{
    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());

    nw::gfx::RenderContext* renderContext = s_RenderSystem->GetRenderContext();

    InitializeScenes();

    nw::demo::DebugUtility::PostInitializeScenes();

    bool isContinuing = true;

    while ( isContinuing )
    {
        nw::demo::DebugUtility::AdvanceAutoTestFrame();

        nw::demo::PadFactory::GetPad()->Update();

        UpdateScene();

        SubmitView();

        RenderScene();

        s_RenderSystem->ClearBySkyModel(s_BaseCamera);
        ReportDemo();
        s_RenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::LOWER_SCREEN);

        s_RenderSystem->PresentBuffer(nw::demo::UPPER_SCREEN | nw::demo::LOWER_SCREEN | nw::demo::EXTENSION_SCREEN);

        renderContext->ResetState();

        if (nw::demo::Utility::IsTerminating())
        {
            isContinuing = false;
        }
    }

    nw::demo::DebugUtility::PreTerminateScenes();

    TerminateScenes();
}

} // namespace

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        メイン関数です。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
nnMain()
{
    nw::demo::InitializeGraphicsSystem(&s_DeviceAllocator);

    nw::demo::PadFactory::Initialize(&s_DeviceAllocator);

    NW_DEMO_TEST_LOOP(&s_DeviceAllocator, NULL, &s_RenderSystem)
    {

        InitializeGraphics();

        DemoScene();

        TerminateGraphics();

    }

    nw::demo::PadFactory::Finalize();

    nw::demo::FinalizeGraphicsSystem();
}