发信人: laical(阿凡)
整理人: wenbobo(2002-07-10 16:43:27), 站内信件
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DirectX8.0初体验
有时候从一张白纸开始的感觉还是不错的。微软的上一个版本(DirectX7.0)是一个新的开始，画图元
(DrawPrimitive)开始形成了一种风格。
DirectX8(DX8)真正体现了其成熟之处。许多操作得到了改进和变得简单，其高级功能更为易用。一个简单的例
子，一个500行程序行的OpenGL程序，如果用DirectX8.0写的话，大约在1000行左右。如今，DirectX8和OpenGL
看起来已经非常相似了。
DirectX8的变化实在是太大了，我不想花太多的时间去讲述都发生了什么改变。取而代之的是，我将讨论更多
的是现在的DirectX8.0 API更象什么，以及你如何立即取得更多的优势。
DX8由6组API组成：DirectX图形(包括Direct3D和D3DX函数库)，DirectX Audio(包括Direct Sound和Direct
Music)，DirectInput, DirectPlay, DirectSetup, 和 DirectShow。DX8是非常庞大的，因此，我不想在这里
讨论所有的DX8 API，本文会指导你使用DX8进行图形和视频编程。
我不知到是否有更新版本的DirectX Media会出现。DirectShow原来是DirectX Media的一部分，现在它已经是
DirectX8.0运行库的一个基本部分了。对于开发者来讲这是有利的，因为不用再分别安装两个运行库。Direct
3D保留模式是Direct Media的一个组成部分，但D3DX函数库更有取代它的可能。我想DirectX将会不断地得来改
进，而Direct Media不再有改变，但旧的DirectX Media6.1仍然是可用的。
DirectX图形
或许DirectX8.0中最令人耀眼改变就是DirectDraw了，DirectDraw完全地被Direct3D所取代了。
Direct3D作了重大的改动，引入了许多新的特性。你不再须要列举任何的东西(设备)。Direct3D仅由12个接口
组成，它的遗传图表是非常单的：
(图)
其中最COOL的一点特性就是加入了一种阴影语言(shader language)。和Renderman或Quake 3的阴影语言相比，
M$的的阴影语言更类似于汇编语言(assembly language)。然而它们的概念却是一样的。
D3DX是DirectX的一个高级函数库。D3DX函数库是非常灵活的，其包含的API可用于创建从精灵(sprites)、文字
到粘图等所用的东西。使用D3DX将使你的取得跳跃性的进展。
DX8的矩阵操作是非常清析的(由其是在D3DX当中)，并且工作起来更象OpenGL了。以下是其它一些与OpenGL相似
的地方：
Direct3D OpenGL
BeginScene glBegin
EndScene glEnd
DrawPrimitive glDrawElements
SetRenderState glEnable
SetTexture glBindTexture
Clear glClear
许多的类似之处已经在早其版本中的DirectX中出现了，但新的DX8中明显地体现到DX8与OpenGL有许多相似之处
。
2D编程并没有完全被取代，DX8的D3DX库中有一个精灵(scripte)接口。然而首选的2D编程方式应该是使用简单
的粘图。色彩键(chroma keying)被取消了，做透明效果的唯一方法是使用alpha混合(alpha blending)。
或许你会说我会很快成为这套API的狂热者。或许你只习惯于OpenGL。但DX8作了许多改进，使用DX8开发你的游
戏已经不再成为问题了，我们将写一些DX8的代码来说明这一点。
DirectX图形API是非常简单而且功能强大的。当你使用DX8一段时日子后你会希望其它的DX8 API也象DirectX8
图形API那样简单易用。
DirectShow
DirectShow是M$的视频API，你可以在这里找到录象机、数码摄象机和DVD播放机等。游戏开发者可以很容易的
把视频电影加进他门的游戏中。
有一些新的特性加入了DirectShow，但与游戏开发关系不大。例如欧洲的PAL制式，M$的ASF等。
播放Video是游戏开发者使用DirectShow的主要原因，一会儿我们将会写一些这样的代码。
我们的程序主体
我会讲解几个演示程序，为了简单起见，所有的演示程序都是基于同一程序主体的。
程序主体大约有90行，它是一个简单的Win32程序。它的作用是建立一个Windows窗口并调用我定义的DirectX函
数。这些函数是InitDirect3D，ShutdownDirect3D，和DrawScene。
所有的Demo都使用同样的ShutdownDirect3D函数和变量。
#define HELPER_RELEASE(x) { if(x) { (x)->Release(); (x) = NULL; }}
IDirect3D8 * pID3D = NULL;
IDirect3DDevice8 * pID3DDevice = NULL;
IDirect3DVertexBuffer8 * pStreamData = NULL;
IDirect3DIndexBuffer8 * pIndexBuffer = NULL;
IDirect3DTexture8 * pTexture = NULL;
void ShutdownDirect3D()
{
HELPER_RELEASE(pTexture);
HELPER_RELEASE(pIndexBuffer);
HELPER_RELEASE(pStreamData);
HELPER_RELEASE(pID3DDevice);
HELPER_RELEASE(pID3D);
}
我首先定义我所用到的接口。注意：并不是所有的demo都会用到所有的接口的。只是为了程序主体的统一和简
单化而已。
ShutdownDirect3D释放所有的接口。将来你可能要加入额外的代码来关闭Direct3D接口，但现在已经够了。
现在让我们开始我们的初始化代码吧，请定位到InitDirect3D函数。IDirect3D是我们首先要用到的接口，你可
以这样写：
IDirect3D8 * pID3D = Direct3Dcreate8(D3D_SDK_VERSION);
在你使用pID3D以前，请检查pID3D是否为非空。
你下一步通常是创建D3D设备，但在创建D3D设备之前你要调用GetAdapterDisplayMode方法取得必须的信息：
D3DDISPLAYMODE d3ddm;
pID3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &d3ddm);
接下来是取得当前显示模式参数。下面的参数是Surface格式。你可以用这些参数来创建一个
D3DPRESENT_PARAMETERS结构：
D3DPRESENT_PARAMETERS present;
ZeroMemory(&present, sizeof(present));
present.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_COPY;
present.Windowed = TRUE;
present.BackBufferFormat = d3ddm.Format;
D3DPRESENT_PARAMETERS描述了显示器Surface的信息，交换机制的类型，应用程序是窗口的还是全屏模式等信
息。
在本例中，Surface是以拷贝方法代替页面翻转的，因为它是一个窗口模式的应用程序。把后台表面设置成与当
前显示模式相匹配的格式，一个准备显示的Surface可以Draw在后台表面上。
现在你可以创建一个IDirect3DDevice8接口了：
pID3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT,
D3DDEVTYPE_HAL,
hwnd,
D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
&present,
&pID3DDevice);
这个函数有六个参数，幸运的是没有一个是很复杂的。D3DADAPTER_DEFAULT告诉Direct3D使用主显示器，只有
当你使用多显示器时才是必须的。你可以使用一个数值来指定另外一个显示器。调用IDirect3D的
GetAdapterCount将返回系统的适配器数目。
第二个参数，D3DDEVTYPE_HAL，告诉Direct3D使用硬件加速。其它选项包括D3DDEVTYPE_REF 和 D3DDEVTYPE_SW
，通常你都会希望使用硬件加速的，但有时侯你可能会使用软件加速进行测试。
指定窗口取得焦点。如果是全屏应用程序，你需要一个最顶层窗口。
D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING指定顶点处理类型。你也可以使用硬件加速或是联合类型，我不使用硬
件加速为的是广泛的兼容性。如果你想支持T&L，则你必须使用硬件加速。
最后两个参数很简单，一个是你以前建立的，而pID3Ddevice是你现在要创建的IDirect3DDevice8接口。如果方
法返回D3DERR_NOTAVAILABLE，则你写的参数是正确的，但你的设备不支持你指定的参数。
最完美的是这个方法自动为你创建后台缓冲（back buffers）和深度缓冲（depth buffers）。剪裁（Clipping
）作为后台表面（backface culling）被自动激活。灯光也被自动激活了，直到你定义顶点颜色之前，你可以
禁止使用灯光：
pID3DDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);
InitDirect3D函数已经完成，让我们来看一看完整的InitDirect3D函数吧：
HRESULT InitDirect3D(HWND hwnd)
{
pID3D = Direct3DCreate8(D3D_SDK_VERSION);
HRESULT hr;
do
{
// we need the display mode so we can get
// the properties of our back buffer
D3DDISPLAYMODE d3ddm;
hr = pID3D->GetAdapterDisplayMode(
D3DADAPTER_DEFAULT,
&d3ddm);
if(FAILED(hr))
break;
D3DPRESENT_PARAMETERS present;
ZeroMemory(&present, sizeof(present));
present.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_COPY;
present.Windowed = TRUE;
present.BackBufferFormat = d3ddm.Format;
hr = pID3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT,
D3DDEVTYPE_HAL,
hwnd,
D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
&present,
&pID3DDevice);
if(FAILED(hr))
break;
hr = pID3DDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING,
FALSE);
} while(0);
return hr;
}
现在让我们把注意力集中到DrawScene函数吧，在我们的第一个练习中我只想放一些简单的东西在场景中。当你
达到这一点后，在这上面加些东西是很简单的事。
下面是DrawScene函数：
HRESULT DrawScene()
{
HRESULT hr;
do
{
// clear back buffer
hr = pID3DDevice->Clear(0,
NULL,
D3DCLEAR_TARGET,
D3DCOLOR_RGBA(0,63,0,0),
0,
0);
if(FAILED(hr))
break;
// start drawing
hr = pID3DDevice->BeginScene();
if(FAILED(hr))
break;
// Put all drawing code here
hr = pID3DDevice->EndScene();
if(FAILED(hr))
break;
// flip back buffer to front
hr = pID3DDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
} while(0);
return hr;
}
这段代码是很简洁的。Clear会填充你指定的缓冲区。你可以填充Z缓冲区、后台缓冲区或摸板缓冲区（stencil
buffer）。在这个例子中你将用绿色填充后台缓冲区。所以，我们设定D3DCLEAR_TARGET标志和绿色。
在本例中BeginScene和EndScene并没有做什么，但在以后的例子中我们会用到它的。这两个函数是画图元时的
例行公事代码，
这个函数不断的翻转后台表面。我们可以不断的在后台表面画一些东西，然后把后台表面翻转到前台表面。
如果你现在就运行程序，你将得到一个绿色背景的窗口。如果一切都正常，你就可以编写代码去画一个三角形
了，要知道画图元乃是游戏编程的核心。
画三角形(d3d2.cpp)
三角形有几个有趣的特性，是它们在三维编程中吸引人的地方。它们总是平面，三角形的组合可以成为任何的
几何体。在后面的例子中我们会用三角形去建立一个立方体。通常我会在我的第一个三维引擎中做一个立方体
旋转的例子。如果它适合于一个程序员，那么它也适合于另外一个程序员。
在它的最简单形式当中，是一个由三个顶点组成的三角形。程序员是怎样定义这些顶点的呢。一个二维的三角
形你可以用x和y轴坐标系来定义每一个点。一个完善的三维程序可能会定义顶点的坐标系，转换坐标系，颜色
，几个纹理坐标系和其它一些信息。
从严格的语义学来讲，如何运用这些信息在OpenGL和Direct3D之间只有些微的区别。画一些不连续的三角形时
，你可以分别的定义它们。当你画一个模型的时候许多的顶点在三角形之间是共享的，所以，为每一个三角形
保存三个顶点是低效率的。在OpenGL和Direct3D中你都可以在一个大的阵列中为一个模型指定所有的顶点。三
角形的个数被定义成三的整数倍。你可以把这个阵列传给一个函数，例如，DrawIndexedPrimitive，使用它你
可以立即画出一个三维模型。
定义你的顶点格式，Direct3D引入了一种可变形顶点格式（flexible vertex format）（FVF）的概念。在FVF
中，你定义一个结构其中包括所需要的顶点组成部分。这个结构会随着你的程序而改变，但在这里你将初步把
它定义成这个样子：
struct MYVERTEX
{
FLOAT x, y, z; // The transformed position
FLOAT rhw; // 1.0 (reciprocal of homogeneous w)
DWORD color; // The vertex color
};
示例的开始定义了一个顶点结构，顶点的名称，和每一个三角形的顶点。在你的InitDirect3D函数中，你必须
创建一个顶点缓冲区：
int num_elems = sizeof(vertices) / sizeof(vertices[0]);
pID3DDevice->CreateVertexBuffer(sizeof(MYVERTEX) *
num_elems,
D3DUSAGE_WRITEONLY,
D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE,
D3DPOOL_DEFAULT,
&pStreamData);
函数的第一个参数是顶点结构的字节大小。在应用程序还不能读取顶点之前，传一个D3DUSAGE_WRITEONLY标记
给它。这里可以有不同的标记来指定如何处理你的顶点，但现在你可以确信Direct3D已经能正确的工作了。
下一步，指定我们用的是什么FVF格式。当你还没有使用坐标系预转换之前，指定为D3DFVF_XYZRHW标记。以后
你使用自己的矩阵坐标系转换时，把它改成D3DFVF_XYZ。D3DFVF_DIFFUSE告诉Direct3D，我们将为每一个顶点
指定颜色。D3DPOOL_DEFAULT指定内存的管理模式。
最后一个参数是顶点缓冲区的指针，在例子1中你已经定义了它，但并没有用上。
如果你不向顶点缓冲区填入有用数据的话，顶点缓冲区是没有用的：
MYVERTEX *v;
pStreamData->Lock(0, 0, (BYTE**)&v, 0);
for(int ii = 0; ii < num_elems; ii++)
{
v[ii].x = vertices[ii].x;
v[ii].y = vertices[ii].y;
v[ii].z = vertices[ii].z;
v[ii].rhw = vertices[ii].rhw;
v[ii].color = vertices[ii].color;
}
pStreamData->Unlock();
这是不难理解的，Lock返回一个你想写入顶点数据的指针。下一步你从你的顶点阵列中拷贝数据。然后，反还
这个指针。
这一对的调用可以告诉Direct3D你的FVF格式，并设定顶点阵列为当前的活动顶点阵列。（你可以有多个顶点阵
列）。
pID3DDevice->SetVertexShader(D3DFVF_XYZRHW | D3DFVF_DIFFUSE);
pID3DDevice->SetStreamSource(0, pStreamData, sizeof(MYVERTEX));
SetVertexShader告诉Direct3D使用与CreateVertexBuffer同样的格式。
SetStreamSource告诉Direct3D使用pStreamData作为当前顶点阵列，并取得所有元素的大小。
你现在可以加入画三角形的代码了。在BeginScene和EndScene之间加入如下代码：
int num_elems = sizeof(vertices) / sizeof(vertices[0]);
pID3DDevice->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST,
0,
num_elems / 3);
D3DPT_TRIANGLELIST标记将命令Direct3D画不连续的三角形。你指定从索引的第0个顶点开始，指定所要画的三
角形数目。
如果正确的话，你会看到一个三角形画在先前的绿色背景窗口上。
声明：
本文的英文原作者是：Toby "Ace" Jones 作者电子邮件：[email protected]
我首先看到英文原作的网站是：http://gamedev.net
本文的SourceCode和英文原作都可以从http://gamedev.net得到
欢迎您光临我的主页：http://gamedev.363.net
陈伟凡
E-mail: [email protected]
2000/12/19
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