DirectX10 学习1(摘录Introduction to 3D Game Programming with DirectX 10（中文版）)

一、Direct3D概述

Direct3D是一种底层绘图API（application programming interface，应用程序接口），它可以使我们获得3D 硬件加速功能，提高3D 场景的渲染效率。从本质上讲，Direct3D提供的是一组软件接口，我们可以通过这组接口来控制绘图硬件。例如，要命令绘图设备清空渲染目标（ 例如屏幕）， 我们可以调用Direct3D 的ID3D10Device::ClearRenderTargetView 方法来完成这一工作。Direct3D 层位于应用程序和绘图硬件之间，我们不必担心3D硬件的的实现细节，只要设备支持Direct3D 10，我们就可以通过Direct3D 10 API来控制3D硬件。

2.2D纹理（texture）是一种数据元素矩阵。2D纹理的用途之一是存储2D图像数据，在纹理的每个元素中存储一个像素颜色。但这不是纹理的唯一用途；例如，有一种称为法线贴图映射（normal mapping）的高级技术在纹理中存储的不是颜色，而是3D向量。因此，从通常意义上讲，纹理用来存储图像数据，但是在实际应用中纹理可以有更广泛的用途。1D纹理类似于一个1D数据元素数组，3D纹理类似于一个3D数据元素数组。但是在随后的章节中我们会讲到，纹理不仅仅是一个数据数组；纹理可以带有多级渐近纹理层（mipmaplevel），GPU 可以在纹理上执行特殊运算，比如使用过滤器（filter）和多重采样（multisampling）。此外，不是任何类型的数据都能存储到纹理中的；纹理只支持特定格式的数据存储，这些格式由DXGI_FORMAT枚举类型描述。

3.交换链和页面翻转
为了避免在动画中出现闪烁，最好的做法是在一个离屏（off-screen）纹理中执行所有的动画帧绘制工作，这个离屏纹理称为后台缓冲区（back buffer）。当我们在后台缓冲区中完成给定帧的绘制工作后，便可以将后台缓冲区作为一个完整的帧显示在屏幕上；使用这种方法，用户不会察觉到帧的绘制过程，只会看到完整的帧。从理论上讲，将一帧显示到屏幕上所消耗的时间小于屏幕的垂直刷新时间。硬件会自动维护两个内置的纹理缓冲区来实现这一功能，这两个缓冲区分别称为前台缓冲区和后台缓冲区。前台缓冲区存储了当前显示在屏幕上的图像数据，而动画的下一帧会在后台缓冲区中执行绘制。当后台缓冲区的绘图工作完成之后，前后两个缓冲区的作用会发生翻转：后台缓冲区会变为前台缓冲区，而前台缓冲区会变为后台缓冲区，为下一帧的绘制工作提前做准备。我们将前后缓冲区功能互换的行为称做提交（presenting）。提交是一个运行速度很快的操作，因为它只是将前台缓冲区的指针和后台缓冲区的指针做了一个简单的交换。

前后缓冲区形成了一个交换链（swap chain）。在Direct3D 中，交换链由IDXGISwapChain接口表示。该接口保存了前后缓冲区纹理，并提供了用于调整缓冲区尺寸的方法（ IDXGISwapChain::ResizeBuffers ） 和提交方法
（IDXGISwapChain::Present）。使用（前后）两个缓冲区称为双缓冲（double buffering）。缓冲区的数量可多于两个；比如，当使用三个缓冲区时称为三缓冲（triple buffering）。不过，两个缓冲区已经足够用了。注意 虽然后台缓冲区是一个纹理（纹理元素称为texel），但是我们更习惯于将纹理元素称为像素（pixel），因为后台缓冲区存储的是颜色信息。有时，即使纹理中存储的不是颜色信息，人们还是会将纹理元素称为像素（例如，“法线贴图像素”）。

4.纹理资源视图

纹理可以被绑定到渲染管线（rendering pipeline）的不同阶段（stage）；例如，比较常见的情况是将纹理作为渲染目标（即，Direct3D渲染到纹理）或着色器资源（即，在着色器中对纹理进行采样）。当创建用于这两种目的的纹理资源时，应使用绑定标志值：D3D10_BIND_RENDER_TARGET | D3D10_BIND_SHADER_RESOURCE指定纹理所要绑定的两个管线阶段。其实，资源不能被直接绑定到一个管线阶段；我们只能把与资源关联的资源视图绑定到不同的管线阶段。无论以哪种方式使用纹理，Direct3D始终要求我们在初始化时为纹理创建相关的资源视图。这样有助于提高运行效率，正如SDK文档指出的那样：“运行时环境与驱动程序可以在视图创建时执行相应的验证和映射，减少绑定时的类型检查”。所以，当把纹理作为一个渲染目标和着色器资源时，我们要为它创建两种视图：渲染目标视图（ID3D10RenderTargetView） 和着色器资源视图（ID3D10ShaderResourceView）。资源视图主要有两个功能：1）告诉Direct3D如何使用资源（即，指定资源所要绑定的管线阶段）；2）如果在创建资源时指定的是弱类型（typeless）格式，那么在为它创建资源视图时就必须指定明确的资源类型。对于弱类型格式，纹理元素可能会在一个管线阶段中视为浮点数，而在另一个管线阶段中视为整数。