Game Programming with DirectX -- 02[并非3D的3D]

我们来看看画面绘制的全过程，

1. 局部坐标系 --> [对物体的组成部分进行造型和定位] -- > 在局部坐标系定位物体完成, 把物体变换到场景的世界坐标系 --> 到2

2. 场景世界坐标系 --> [指定物体的表面属性和光照属性] --> 指定摄影机位置和视线方向 --> 到3

3. 摄影机坐标系 --> [背面剔除, 视域四棱锥裁剪] --> 指定屏幕的参数, 进行透视 --> 到4

4. 屏幕坐标系 --> [绘制 : 隐藏面剔除, 光栅化, 光亮度计算]

裁剪变换的变换矩阵C, (Xc, Yc, Zc, 1)为经过上面讲的裁剪变换后的裁剪空间的齐次坐标, 则

            (Xc, Yc, Zc, 1) = (Xe, Ye, Ze, 1)C

            |  D/h         0          0          0  |

            |  0           D/h        0          0  |

C =  |  0           0          1          0  |

            |  0           0          0          1  |

在裁剪空间中, 视域四棱锥为,

- Zc <= Xc <= Zc

-Zc <= Yc <= Zc

D <= Zc <= F

裁剪操作完成后, 就可用上面的透视除法得到屏幕坐标了.

2.1.4.5 背面剔除

DirectX Graphics Culling Mode.

1. 对于多边形, 默认是逆时针的三角形被裁剪, 如图2.7.

图2.7

要使你的多边形正面朝视点， 组成多边形的三角形三顶点要顺时针的顺序定义.

图2.8

你传给DirectX Graphics的顶点顺序是V1, V2 ... V7, DirectX Graphics按V1, V2, V3第一个三角形, V2, V4, V3第二个三角形渲染, 余下同例.

3. 对于三角扇形, 个顶点被如下图2.9方式渲染一保持顺时针.

图2.9

你传给DirectX Graphics的顶点顺序是V1, V2, V3, V4, DirectX Graphics按V1, V2, V3第一个三角形, V1, V3, V4第二个三角形渲染.

4. 表面剔除, 面剔除先计算面的法向量和视线的向量, 视线向量是从面到视点的向量, 然后计算视线向量和面法向量的夹角, 大于90度夹角说明面的背面朝视点, 要被剔除.

图2.10为表面剔除.

图2.10

2.1.4.6 光栅化

    光栅化过程和二维的一样.

2.2 3D物体的例子

2.2.1 代码更新

我们来看看game1的主要更新的代码(下载game1 project),

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#define D3DFVF_MYVERTEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE)

struct MYVERTEX

{

    FLOAT x, y, z;

    DWORD colour;

};

HRESULT Init3D(HWND hWnd)

{

   g_pD3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);

   if (g_pD3D == NULL)

   {

        return E_FAIL;

   }

   D3DDISPLAYMODE d3ddm;

   FillMemory(&d3ddm, sizeof(D3DDISPLAYMODE), 0);

   if (FAILED(g_pD3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &d3ddm)))

   {

        return E_FAIL;

   }

   g_nWidth  = d3ddm.Width - 32;

   g_nHeight = d3ddm.Height - 32;

   D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpm;

   FillMemory(&d3dpm, sizeof(D3DPRESENT_PARAMETERS), 0);

   d3dpm.BackBufferWidth            = d3ddm.Width;

   d3dpm.BackBufferHeight           = d3ddm.Height;

   d3dpm.BackBufferFormat           = d3ddm.Format;

   d3dpm.BackBufferCount            = 0;

    d3dpm.MultiSampleType            = D3DMULTISAMPLE_NONE;

//d3dpm.MultiSampleQuality         = 0;

   d3dpm.SwapEffect                 = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;

   d3dpm.hDeviceWindow              = hWnd;

   d3dpm.Windowed                   = FALSE;

   d3dpm.Flags                      = D3DPRESENTFLAG_LOCKABLE_BACKBUFFER;

   d3dpm.FullScreen_RefreshRateInHz = d3ddm.RefreshRate;

   d3dpm.PresentationInterval       = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE;

   if (g_pD3D->CheckDeviceFormat(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL,

d3ddm.Format, D3DUSAGE_DEPTHSTENCIL,

D3DRTYPE_SURFACE, D3DFMT_D32) == D3D_OK)

   {

        d3dpm.EnableAutoDepthStencil = TRUE;

        d3dpm.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D32;

   }

   else if (g_pD3D->CheckDeviceFormat(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL,

 d3ddm.Format, D3DUSAGE_DEPTHSTENCIL,

D3DRTYPE_SURFACE, D3DFMT_D16) == D3D_OK)

   {

        d3dpm.EnableAutoDepthStencil = TRUE;

        d3dpm.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;

   }

   else

   {

        d3dpm.EnableAutoDepthStencil = FALSE;

   }

   if (FAILED(g_pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT,

                                    D3DDEVTYPE_HAL,

                                    hWnd,

                                    D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,

                                    &d3dpm,

                                    &g_pD3DDevice)))

   {

        return E_FAIL;

   }

   if (g_pD3DDevice == NULL)

   {

        return E_FAIL;

   }

   //g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CW);

   g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);

   return S_OK;

}

HRESULT InitVertexBuffer()

{

    LPVOID pV = NULL;

    MYVERTEX aVertex[] =

    {

        { 0.0f,   8.0f,  0.0f,  D3DCOLOR_XRGB(255, 0  , 0  ) },

        { 5.66f,  0.0f, -5.66f, D3DCOLOR_XRGB(0  , 255, 0  ) },

        {-5.66f,  0.0f, -5.66f, D3DCOLOR_XRGB(0  , 0  , 255) },

        {-5.66f,  0.0f,  5.66f, D3DCOLOR_XRGB(0  , 255, 255) },

        { 0.0f,   8.0f,  0.0f,  D3DCOLOR_XRGB(255, 0  , 0  ) },

        { 5.66f,  0.0f,  5.66f, D3DCOLOR_XRGB(255, 0  , 255) },

        { 5.66f,  0.0f, -5.66f, D3DCOLOR_XRGB(0  , 255, 0  ) },

        {-5.66f,  0.0f,  5.66f, D3DCOLOR_XRGB(0  , 255, 255) }     

    };

    UINT nSize = 8 * sizeof(MYVERTEX);

    if(FAILED(g_pD3DDevice->CreateVertexBuffer(nSize,

                                               D3DUSAGE_SOFTWAREPROCESSING,

                                               D3DFVF_MYVERTEX,

                                               D3DPOOL_DEFAULT,

                                               &g_pD3DVBuffer,

                                               NULL)))

    {

        return E_FAIL;

    }

    if(FAILED(g_pD3DVBuffer->Lock(0, nSize, &pV, 0)))

    {

        return E_FAIL;

    }

    MoveMemory(pV, aVertex, nSize);

    g_pD3DVBuffer->Unlock();

    return S_OK;

}

VOID Render()

{

g_pD3DDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER,

D3DCOLOR_XRGB(0, 128, 0), 1.0f, 0);

   g_pD3DDevice->BeginScene();

   g_pD3DDevice->SetStreamSource(0, g_pD3DVBuffer, 0, sizeof(MYVERTEX));

   g_pD3DDevice->SetFVF(D3DFVF_MYVERTEX);

   g_pD3DDevice->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 6);

   g_pD3DDevice->EndScene();

   g_pD3DDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);

}

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2.2.2 说明

实际的代码包含有世界坐标系显示, 物体的旋转和视点的移动; 还有为和2维的作比较, 我在表面上放了几个精灵.

言归正传, 首先我们的顶点特征变成为在三维空间中的坐标表示, 物体还有漫反射颜色, 我们创建了一个金字塔型的多边形, 还有, 我们以后的代码都在全屏下演示, 注意, 我没有加窗口切换资源丢失的代码, 所以运行时别切换窗口. 我们创建了14个顶点来画6个三角形, 我们使用三角形带来画.

可以结合这集的内容来仔细分析一下例子.

第二集 小结

这一集我们学习了要进行DirectX Graphics 3D编程的一部分几何知识, 我们用一个例子来演示.