【原创】斌伯的DirectX学习笔记(3)--DirectX的图形渲染

Tutorial2-- Rendering Vertices

用Direct 3D的方法渲染一个三角形，所以的三维形体其实都是由三角形组成的三角形网格（triangle mesh）逼近表示的。

代码如下：

using System;

using System.Drawing;

using System.Windows.Forms;

using Microsoft.DirectX;

using Microsoft.DirectX.Direct3D;

namespace VerticesTutorial

{

public class Vertices : Form

{

// Our global variables for this project

Device device = null; // Our rendering device

VertexBuffer vertexBuffer = null;

public Vertices()

{

// Set the initial size of our form

this.ClientSize = new System.Drawing.Size(300,300);

// And its caption

this.Text = "Direct3D Tutorial 2 - Vertices";

}

public bool InitializeGraphics()

{

try

{

// Now let's setup our D3D stuff

PresentParameters presentParams = new PresentParameters();

presentParams.Windowed=true;

presentParams.SwapEffect = SwapEffect.Discard;

device = new Device(0, DeviceType.Hardware, this, CreateFlags.SoftwareVertexProcessing, presentParams);

this.OnCreateDevice(device, null);

return true;

}

catch (DirectXException)

{

return false;

}

}

public void OnCreateDevice(object sender, EventArgs e)

{

Device dev = (Device)sender;

// Now Create the VB

vertexBuffer = new VertexBuffer(typeof(CustomVertex.TransformedColored), 3, dev, 0, CustomVertex.TransformedColored.Format, Pool.Default);

vertexBuffer.Created += new System.EventHandler(this.OnCreateVertexBuffer);

this.OnCreateVertexBuffer(vertexBuffer, null);

}

public void OnCreateVertexBuffer(object sender, EventArgs e)

{

VertexBuffer vb = (VertexBuffer)sender;

GraphicsStream stm = vb.Lock(0, 0, 0);

CustomVertex.TransformedColored[] verts = new CustomVertex.TransformedColored[3];

verts[0].X=150; verts[0].Y=50; verts[0].Z=0.5f; verts[0].Rhw=1; verts[0].Color = System.Drawing.Color.Red.ToArgb();

verts[1].X=250; verts[1].Y=250; verts[1].Z=0.5f; verts[1].Rhw=1; verts[1].Color = System.Drawing.Color.Yellow.ToArgb();

verts[2].X=50; verts[2].Y=250; verts[2].Z=0.5f; verts[2].Rhw=1; verts[2].Color = System.Drawing.Color.Green.ToArgb();

stm.Write(verts);

vb.Unlock();

}

private void Render()

{

if (device == null)

return;

//Clear the backbuffer to a blue color (ARGB = 000000ff)

device.Clear(ClearFlags.Target, System.Drawing.Color.Blue, 1.0f, 0);

//Begin the scene

device.BeginScene();

device.SetStreamSource( 0, vertexBuffer, 0);

device.VertexFormat = CustomVertex.TransformedColored.Format;

device.DrawPrimitives(PrimitiveType.TriangleList, 0, 1);

//End the scene

device.EndScene();

device.Present();

}

protected override void OnPaint(System.Windows.Forms.PaintEventArgs e)

{

this.Render(); // Render on painting

}

protected override void OnKeyPress(System.Windows.Forms.KeyPressEventArgs e)

{

if ((int)(byte)e.KeyChar == (int)System.Windows.Forms.Keys.Escape)

this.Close(); // Esc was pressed

}

/// <summary>

/// The main entry point for the application.

/// </summary>

static void Main()

{

using (Vertices frm = new Vertices())

{

if (!frm.InitializeGraphics()) // Initialize Direct3D

{

MessageBox.Show("Could not initialize Direct3D. This tutorial will exit.");

return;

}

frm.Show();

// While the form is still valid, render and process messages

while(frm.Created)

{

frm.Render();

Application.DoEvents();

}

}

}

}

}

这里频繁出现了一个类--
VertexBuffer ，顶点缓存。还有一些相关的类，方法接下来谈一下。

VertexBuffer 操作存储顶点的缓存，和相关的资源
属性
Description	VertexBufferDescription	得到关于VertexBuffer的信息
公共方法
VertexBuffer	VertexBuffer类的构造函数，无参数
Lock	锁定缓存，返回顶点集合供用户进行读写操作
UnLock	解除对缓存的锁定

* Description：
是VertexBufferDescription类。VertexBufferDescription类的属性就是与关于VertexBuffer的信息，包括Pool（容纳缓存的内存池），Size（缓存的大小），Usage（缓存使用的附属信息）等。

* VertexBuffer方法有多个参数，其中有：

public VertexBuffer(Device, int, Usage, VertexFormats, Pool);

public VertexBuffer(Type, int, Device, Usage, VertexFormats, Pool);

Type：Vertex的类型

int：缓存所能够储存的顶点个数

Usage：是enum，用于设定一些缓存使用的附加信息

Dynamic：所创建的是动态缓存(dynamic buffer)，动态缓存一般储存在AGP储存区中，其内容可以迅速更新，但数据的绘制就不如在显存(video memory)的快；与之相对应的是静态缓存(static
buffer)，静态缓存一般储存在显存中，这样能够加快处理的速度，但相应的数据的更新速度就慢下来了。根据上述的特性，静态缓存适合储存一些不会经常修改的数据，如地形，城市建筑的相关数据；而动态缓存，就适合储存一些频繁更新的数据。粒子系统就是一个好例子。值得注意的是Usage并没有Static这一选择，这是因为只要没有选择Dynamic，系统就认为你选择的是Static。

VertexFormats：顶点格式，定义缓存中单个顶点的格式，类似C++中的FVF（灵活顶点格式）。

Pool：定义容纳缓存的内存池

* Lock与UnLock：

public GraphicsStream Lock(int, int, LockFlags);

public Array Lock(int, LockFlags);

public Array Lock(int, Type, LockFlags, int[]);

public void Unlock();

为了访问缓存中的数据，就要使用到Lock来得到缓存中某一系列顶点的集合（而在C++中，通过Lock得到的是一个指向缓存内部储存区的指针）。得到这些顶点的集合（GraphicsStream或者Array），我们就可以对其进行读写操作。

那么，究竟什么是“锁定”缓存呢？它其实就是允许CPU直接访问资源中一定范围内数据的操作。你不能直接访问图形硬件，因此需要一种方法来控制程序中的顶点数据，而锁存就是用来完成这个任务的。（引用）

其中LockFlags是定义锁定类型的enum，常用的如下：

Discard：仅可用于动态缓存，它指示硬件将缓存内容丢弃，并返回新分配的缓存空间（对于动态的纹理，缓存会被重写），使得丢弃了的缓存能被重新利用，这样数据的处理就不会停滞。

NoOverWrite：

ReadOnly：

很重要的一点是对缓存访问完毕时，必须对缓存解锁，只需调用Unlock()这个方法即可。

CustomVertex 用于定义制定多种固定格式的顶点类型的类，这个类包含了很多结构体。
结构体
Structures	Transformed
Structures	TransformedColored
Structures	TransformedTextured
Structures	PositionColored
……

* CustomVertex有多种类型的顶点结构体类似于C++的FVF（灵活顶点格式，Flexible Vertex Format）。它是一个结构体集合的类，里面包含着大量的结构体。里面结构体基本上都包含点信息，但大部分在点的空间信息上进行了扩展，例如，法线方向，纹理等。点是计算机图形学里面最基本的元素。

至于各种格式顶点的区别和用法，我还没有弄清楚，暂时只知道通过这些结构体可以修改顶点的空间属性、rhw（reciprocal
homogeneous w齐次W的倒数，计算机图形学的东西 网上查到说，指该顶点包含已经进行光照、坐标转换后的数据）、颜色纹理等附加属性。

我看了一下，各种的结构体主要分为Position打头的和Transformed打头的，试了一下Position打头的应该只处理点，而Transformed打头的应该处理点与周围空间的。这个以后还需要再看。

三角网 Vertex与Index

构成场景（Scene）各种各样的模型，都可以由三角形网格（triangle mesh）逼近表示。三角形网格是构成模型的基本单元。

顶点是指一个多边形中相邻的两边的交汇点。在描述一个三角形单元，就需要3个顶点。

顶点除了空间信息，还包括其它的附加信息，如颜色，法线等（详细见CustomVertex各种结构体）

C#中的DrawPrimitives 与BeginSence ，EndScence，Present

前后台缓冲区与Swap Chain的关系

Clayman的Managed
DirectX Kick Start翻译――以C#入门DirectX的好东西