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DirectX考点归纳 gogoda的专栏Direct3D游戏编程入门教程第2版考点归纳试卷的考题类型有：单选题、多选题、名词解释/简答题、分析题等。第01章Direct3D/DirectX历史DirectX8有哪些新特性：1 Point spite(点精灵)2 3D体纹理3对direct3DX库的改进4 N-patches 5顶点shader和像素shader Point spite可以生成：火花、爆炸、雨、雪等效果。3D体纹理可以完成：光照效果、点光、聚光效果、大气效果。DirectX8实用库增强的DirectX7的辅助功能：1枚举设备配置2设置一个设备3统一处理全屏模式或窗口模式4处理调整大小的操作5向量和矩阵的计算操作6简化图像文件的加载和纹理的创建7绘制简单的形状、精灵和立方体贴图(cube map)。DirectX8提供的新的功能：1、蒙皮网格(skinned mesh)2、多分辨率的细节级别(Level-Of-Detail，LOD)几何体3、.X文件的高阶表面数据(higher-order surface data)支持4、N-patches(可以在图形卡的帮助下提高模型的精度，即传入一个低精度多边形模型数据，完成镶嵌操作(加入更多的多边形)DirectX8.0支持的shader：顶点shader标准vs_1_1和像素shader标准ps_1_1 DirectX8.1支持的shader：像素shader标准ps_1_2、ps_1_3、ps_1_4 DirectX9支持的shader：像素shader标准ps_2_0、ps_2_x、ps_2_a、ps_3_0 DirectX9引入了：HLSL(High-Level Shader Language)剪裁测试(scissor test)行抗锯齿(line anti-aliasing)球形映射texgen双面模板(two-sided stencil)，允许给封闭几何体添加阴影体(shadow volume)多重渲染目标(multiple render target)的渲染能力(G-buffer)多重元素纹理(multi-element texture)位移贴图(displacement map)24位颜色精度支持根据监视器gamma支持来改变gamma值片断颜色(fragment color)-剪裁测试-alpha测试第02章HAL和COM概述HAL(Hardware Abstraction Layer,硬件抽象层)HAL和COM技术使Direct3D能在不同硬件上发挥最快速度的同时，具有一个通用的接口和向后兼容的能力：1具备一致的API才有生存力2若硬件不支持Direct3D所要求的一些特性，应有一种相对低效的机制来保证程序能继续运行3接口的变革应尽可能降低程序员学习新接口难度所有使用早期DirectX版本开发的游戏都保证能在将来的DirectX版本下运行游戏根据HAL所提供的特性来开启或关闭相应的特征，过程如下：1游戏检查HAL的能力；2游戏适当地开启或关闭某些特征；3若某些特征被关闭，便会以一种低效的方法来实现，可能是模拟某个特征。这通常会导致图像质量降低。Dircet3D使用HAL通过DDI(Device Driver Interface，设备驱动接口)来访问图形硬件。要检查DDI的版本，可运行DirectX Diagnostic Tool(DirectX诊断工具)HAL支持硬件加速的光栅化、硬/软件顶点处理。HAL有4种不同的顶点处理方法：SW VP(软件顶点处理D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING)Mixed VP(混合顶点处理D3DCREATE_MIXED_VERTEXPROCESSING)HW VP(硬件顶点处理D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING)Pure VP(纯顶点处理D3DCREATE_PURE_DEVICE)注册一个插件式软件设备的函数是：IDirect3D9：RegisterSoftwareDevice COM的优点：1、COM接口永远不会改变(永远无法通过任何方式修改)；2、COM是独立于语言的(language-independent)；3、只能访问一个COM组件的方法，而不是它的数据。COM是一种基于二进制(binary-based)的编程模型使用顶点着色器的步骤1.编写和编译顶点着色器2.创建一个IDircet3DVertexShader接口来代表基于编译过后的着色器代码的着色器3.用IDirect3DDevice9：SetVertextShader方法开启这个顶点着色器第03章编程约定为了编译DirectX程序，必须导入下列程序库：1、d3dx9.lib 2、d3dxof.lib 3、d3d9.lib 4、winmm.lib 5、dxguid.lib注意点：1、Direct3D运行时COM对象和DLL必须由Windows注册和加载。DirectX安装程序会为你做这件事；2、必须在Windows项目中包含先前提及的库，才能正确链接到所调用的包装方法；3、必须在源文件和IDE的包含路径条目表格中都包含正确的头文件。LPDIRECT3D9：IDirect3D9接口指针Direct3DCreate9()：创建一个IDirect3D9的COM对象，并从中获取一个接口指针命名约定中的前缀和类型：P19 OutputDebugString()函数是一个调试辅助函数，可以在程序运行期间将调试信息输出到IDE的调试窗口中。DirectX 9.0 SDK提供的宏SUCCEEDED()和FAILED()可以简化检查返回码的工作。并不是所有方法都会在成功后返回S_OK，所以不要试图将HRESULT与S_OK进行比较判断。若没有什么需要做的，一个函数可能会返回S_FALSE来表示它什么都没做。第04章3D基础、Gouraud着色、纹理映射基础在默认情况下，Direct3D引擎使用左手坐标系。x：宽度，y：高度，z：深度创建一个顶点结构，包含位置、漫反射、法线、顶点坐标信息：typedef StructD3DVECTOR3 vPosition；/位置DWORD dwDidiffuse；/漫反射D3DVECTOR3 vNormal；/法线FLOAT u,v；/纹理坐标MYVERTEX；创建一个顶点结构，包含位置、纹理、法线信息：typedef Struct VertexD3DVECTOR3 vPosition；/位置D3DVECTOR3 vTexture；/纹理D3DVECTOR3 vNormal；/法线MYVERTEX；描述一个物体的朝向需要至少4个向量(LOOK、UP、RIGHT、POSITION)：LOOK：定义了物体所指的方向；若要飞机横滚(roll)，则需将其绕着LOOK向量旋转UP：表示那个方向对于物体来说是上或下；若要改变飞机所面对的方向(yaw：航向、偏航)，则需将其绕着UP向量旋转RIGHT：定义物体右侧指向；若要改变飞机的俯仰度(pitch)，则需将其绕着RIGHT向量旋转POSITION：定义物体的位置；要使物体沿着LOOK向量方向移动，则需改变POSITION向量。任何3D物体都是由面构成。所有模型和3D世界都可被分解为：点、线和三角形。一个由若干三角形构成的物体称为：网格(mesh)。注意：Direct3D会剔除背面。这种背面剔除(Backface Culling)特性可删除所有背对着观看者或照相机的三角形，即那些在默认情况下按逆时针次序的顶点构成的三角形。平均而言，在任何特定时刻，游戏世界中的一半三角形是背对着照相机的，因此利用该特性有助于缩短渲染时间。根据要渲染的对象不同，有时可以用D3DCULL_NONE标志来关闭背面剔除。为了进行背面剔除，需要计算一个三角形两条边的夹积，夹积结果是一个平面(由三角形的那两条边构成)垂直的向量，该向量就是平面的面法线，它的方向决定了这个三角形是面朝照相机的还是背向照相机的。多边形：指至少由3个顶点定义的n边封闭形状。最简单的多边形就是三角形。法线是垂直于面的向量，可用于定义一个面的朝向或可见侧。顶点法线垂直于一个面，并且位于顶点之上，具有一个单位的长度，顶点法线被用于Gouraud着色。面法线垂直于面，并且位于面的中央。面法线经常被用于Flat着色。着色是进行光照计算并根据计算结果确定像素颜色的过程。这些像素颜色稍后将用于在屏幕上表示物体(更专业地说，着色是光栅器对像素进行上色的方法)。Flat着色是对每一个面进行着色，也就意味着将使用位于三角形中央的面法线来计算光照。Gouraud着色用顶点法线计算，效果更光滑，这是因为顶点法线的方向随着顶点的不同而不同。Gouraud着色是Direct3D中的默认模式。纹理坐标空间中，u表示水平方向，v表示垂直方向。一个典型的顶点结构，由位置向量、RHW(Reciprocal of Homogeneous W，齐次W的倒数)、纹理的tu、tv坐标组成。Struct VertexFLOAT x,y,z,rhw；/2D顶点坐标FLOAT tu,t v；/纹理坐标第05章基础CD3DApplication ConfirmDevice()方法是最先被执行的，它用于检查显卡的能力。以下代码的作用?答：用于检查显卡是否支持1.1版的顶点shader。HRESULT CMyD3DApplication：ConfirmDevice(D3DCAPS9*pCaps,/DWORD dwBehavior,/D3DFORMAT adapterFormat,/D3DFORMAT backBufferFormat/同显示的像素格式)/检查硬件是否支持顶点shader If(dwBehavior&D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING)|(dwBehavior&D3DCREATE_MIXED_VERTEXPROCESSING)/如果不支持，则采用软件顶点shader If(pCaps-VertexShaderVersion D3DVS_VERSION(1,1)return E_FAIL；/一个错误返回值return S_OK；/返回OK状态调用顺序：1、ConfirmDevice()2、OneTimeSceneInit()一次性永久初始化，完成任何一次性的资源分配3、InitDeviceObjects()4、RestoreDeviceObjects()在应用程序运行期间，会循环执行以下函数：FrameMove()用于容纳所有动画相关的代码，包括更新矩阵、纹理坐标、对象坐标以及其他一些根据时间而变化的行为。Render()作为3D渲染的入口点在渲染每一帧时被调用以上2个函数时每个框架应用程序的主循环。FinalCleanup()用于销毁为几何数据分配的内存、删除文件对象等。用户改变窗口大小时，框架将会调用：InvalidateDeviceObjects()：当游戏关闭、或用户改变窗口大小、或改变设备，都将调用它。RestoreDeviceObjects()重新创建InvalidateDeviceObjects()所销毁的东西。如果用户通过按F2或点击File-Change Device来更改设备(HAL或REF)的话，框架会调用：InvalidateDeviceObjects()DeleteDeviceObjects()InitDeviceObjects()RestoreDeviceObjects()如果用户退出应用程序，框架会调用：InvalidateDeviceObjects()DeleteDeviceObjects()FinalCleanup()：框架最后调用的一个函数。InvalidateDeviceObjects()-RestoreDeviceObjects()是一对相对应的函数。DeleteDeviceObjects()-InitDeviceObjects()是一对相对应的函数。OneTimeSceneInit()-FinalCleanup()是一对相对应的函数。可变(灵活)顶点格式(Flexible vertex format,FVF)用于构造自定义顶点数据。HRESULT IDirect3DDevice9：CreateVertexBuffer(UINT Length,/顶点缓冲区的大小，此数字是顶点结构体大小的倍数DWORD Usage,/顶点缓冲的类型或处理方法，0=通常DWORD FVF,/可变顶点格式D3DPOOL Pool,/指定顶点缓冲要存储的存储器位置(显卡、系统存储器)和管理方式IDirect3DVertexBuffer9*ppVertexBuffer,/顶点缓冲区指针地址HANDLE*pHandle/保留参数，置为0或NULL)；FVF描述符标志：D3DFVF_XYZ：包含3D坐标，告知系统游戏引擎没有变换过顶点，要求Direct3D做。D3DFVF_XYZRHW：包含2D坐标，告知系统游戏引擎已对顶点作过了变换，Direct3D不需要再做。D3DFVF_NORMAL：包含法线D3DFVF_DIFFUSE：包含一个漫反射色分量D3DFVF_SPECULAR：包含一个镜面反射色分量D3DFVF_TEX1：包含一个纹理坐标对p41当使用固定功能流水线时，顶点元素和顶点输入寄存器的映射关系是固定的。因此特定的顶点成分(如位置或法线)必然会被放到顶点输入存储器的特定寄存器中去。所以，顶点结构中的各个成分必须要以一种特定的次序来放置，如下所示：1、变换过的/未变换的顶点位置，浮点数x、y、z坐标；2、RHW，齐次w坐标的倒数(仅适用于已变换过的顶点)；3、混合(Blending)权重值，为15之间的浮点数；4、顶点法线，浮点数x、y、z构成的法线坐标；5、顶点的点大小；6、漫反射颜色，漫反射的RGBA值；7、镜面反射颜色，镜面反射的RGBA值；8、纹理坐标集合18，浮点数u和v构成的坐标值。例：typedef struct SObjVertexFLOAT x,y,z；/位置FLOAT nx,ny,nz；/法线DWORD diffuse；/漫反射颜色DWORD specular；/镜面反射颜色FLOAT tu,tv；/第1对纹理坐标FLOAT tu2,tv2,tw2；/第2对纹理坐标FLOAT tu3,tv3；/第3对纹理坐标FLOAT tu4,tv4；/第4对纹理坐标SObjVertex；.const DWORD gSObjVertexFVF=(D3DFVF_XYZ|D3DFVF_DIFFUSE|D3DFVF_SPECULAR|D3DFVF_NORMAL|D3DFVF _TEX4|D3DFVF _TEXCOORDSIZE2(0)|D3DFVF _TEXCOORDSIZE3(1)|D3DFVF _TEXCOORDSIZE2(2)|D3DFVF _TEXCOORDSIZE2(3)D3DFVF _TEX4表示Direct3D引擎将会使用到4个顶点坐标。D3DFVF _TEXCOORDSIZE*指定了每组纹理坐标的值的个数(2或3)和纹理坐标的次序。比如：第2组纹理坐标由3个浮点值分量组成。在Direct3D8.0中引入了一个资源管理器，专门负责对纹理和几何数据实施统一管理。它可用于管理mipmap、体贴图、立方体贴图、顶点缓冲器和索引缓冲器。在Direct3D中，选择一种管理资源的方法(或定义用于保存资源的存储器类型)称为选择一个池(choosing apool)。在DirectX9中有4种不同类型的池：typedef enum_D3DPOOLD3DPOOL_DEFAULT=0；/资源存储在显卡或AGP存储器中D3DPOOL_MANAGED=1；/托管池，资源存储在显卡或AGP存储器中，/并且留一份拷贝在系统内存中D3DPOOL_SYSTEMMEM=2；/系统池，资源存储在系统内存中，/这种池的优势在于设备丢失后，资源不需要重新创建。D3DPOOL_SCRATCH=3；/临时池，资源存储在系统内存中，/并且当设备丢失后，将无法重新创建它。D3DPOOL_FORCE_DWORD=0x7fffffff；/D3DPOOL；p45对一个资源同一时刻只能锁定1次，那怕第2次锁定是一个非重叠的区域也不行。HRESULT IDirect3DDevice9：Lock(UINT OffsetToLock,/顶点缓冲器的锁定操作的起始偏移量UINT SizeToLock,/锁定区域的大小，为顶点的数量乘以一个顶点的大小/OffsetToLock和SizeToLock都是0时，为整个缓冲VOID*ppbData,/可以读写的缓冲区的指针DWORD Flags/对如何使用顶点缓冲器给出的提示，/=0让驱动程序决定如何对顶点缓冲器的访问如何进行优化)；Flags的值：1、D3DLOCK_DISCARD，覆盖顶点缓冲器中的所有位置2、D3DLOCK_READONLY，应用程序不会写入顶点缓冲器3、D3DLOCK_NOOVERWRITE，顶点缓冲器中的数据不会被覆盖4、D3DLOCK_NOSYSLOCK，允许在Lock()期间改变显示模式5、D3DLOCK_NO_DIRTY_UPDATE，对锁定的顶点缓冲器不添加dirty区域IDirect3DDevice9：Lock()和IDirect3DDevice9：Unlock()是一对加锁、解锁函数，对顶点缓冲区的内存操作，必须通过Lock()和Unlock()一起配合来实现。SetStreamSource()函数是用于从一条或多条数据流中装配每个顶点，这些顶点被Direct3D用于流水线的不同处理环节。p46 HRESULT SetStreamSource(UINT StreamNumber,/渲染数据流序号，根据硬件不同，最多可以有16条不同的数据流IDirect3DVertexBuffer9*pStreamData,/进行绑定链接的顶点缓冲区指针，/提供了该流的数据UINT OffsetInBytes,/进行绑定链接的渲染数据流的起始位置(字节计)UINT Stride/渲染数据流中一个顶点所占的内存大小(字节数)；SetFVF()声明当前的渲染数据流中的可变顶点格式，DirectX9引入，仅用于固定功能的流水线，如果使用了一个顶点shader，则必须用SetVertexShader()来代替：HRESULT IDirect3DDevice9：SetFVF()(DWORD FVF/渲染数据流中的可变顶点格式)；HRESULT IDirect3DDevice9：SetVertexShader()函数用于设置当前的顶点渲染函数：HRESULT IDirect3DDevice9：SetVertexShader(IDirect3DVertexShader9*pShader/要设置的顶点渲染对象，禁用=NULL)；如果要禁用顶点渲染，使用标准Direct3D渲染程序，则应将pShader赋值为NULL，并调用IDirect3DDevice9：SetFVF()，设置可变顶点格式。Direct3D图元绘制函数：HRESULT IDirect3DDevice9：DrawPrimitive(D3DPRIMITIVETYPE PrimitiveType,/图元类型UINT StartVertex,/起始点位置UINT PrimitiveCount/图元数目)；图元(PrimitiveType)的类型：D3DPT_POINTLIST D3DPT_LINELIST D3DPT_LINESTRIP D3DPT_TRIANGLELIST D3DPT_TRIANGLESTRIP D3DPT_TRIANGLEFAN p52使用一张纹理贴图的步骤：1定义纹理坐标变量2调用CreateTexture()创建纹理3使用SetTexture()设置纹理5使用SetTextureStageState()设置适当的纹理阶段操作6调用SetFVF()7调用SetStreamSource()8调用DrawPrimitive()9释放创建纹理HRESULT IDirect3DDevice9：CreateTexture(UINT Width,/纹理的宽度，以像素表示UINT Height,/纹理的高度，以像素表示UINT Levels,/纹理的多级渐进纹理序列级数DWORD Usage,/纹理的使用方法D3DFORMAT Format,/纹理图形的像素格式D3DPOOL Pool,/顶点缓冲区的内存位置IDirect3DTexture9*ppTexture,/纹理对象接口指针的地址HANDLE*pHandle/保留参数，置为0)HRESULT IDirect3DDevice9：SetTexture(DWORD Stage,/指定关联的纹理序号IDirect3DBaseTexture9*pTexture/纹理接口指针)；SetTextureStageState()作用是控制纹理渲染状态，主要用于Direct3D指定纹理颜色与顶点颜色的混合方法。HRESULT IDirect3DDevice9：SetTextureStageState(DWORD Stage,/指定当前设置的贴图纹理层ID D3DTEXTURESTAGESTATETYPE