Direct3D 11 Tutorial 1: Basics_Direct3D 11 教程1：基礎

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概述

在這第一篇教程中，咱們將經過介紹建立最小Direct3D應用程序所必需的元素。每個Direct3D應用程序必需擁有這些元素才能正常地工做。這些元素包括設置窗口和設備對象，以及在窗口上顯示顏色。

資源目錄

(SDK root)\Samples\C++\Direct3D11\Tutorials\Tutorial01

 

設置Direct3D 11 設備

第一步是建立一個窗口和消息循環，這些在Direct3D 9, Direct3D 10, 和Direct3D 11都是相同的。有關此過程的介紹，請參閱Direct3D 10教程00：Win 32 Basics。如今咱們有了一個正在顯示的窗口，咱們能夠繼續設置一個Direct3D 11設備。若是咱們將要渲染任何3D場景，設置這個是有必要的。首先要作的是建立三個對象：一個設備（device），一個直接的上下文（immediate context），一個交換鏈（swap chain）。直接上下文是Direct3d 11中的一個新對象。

在Direct3D 10中，設備對象用於執行渲染和資源的建立。在Direct3D 11中，應用程序使用直接上下文對緩衝區執行渲染，設備中包含建立資源的方法。

交換鏈負責接收設備渲染的緩衝區，並在實際監視器屏幕上顯示內容。交換鏈包含兩個或多個緩衝區，主要是前面和後面。這些紋理是設備爲了在監視器上顯示而呈現的紋理。前臺緩衝區是當前呈現給用戶的內容。這個緩衝區是隻能讀，不能作修改。後臺緩衝區是設備將要繪製的渲染目標。一旦設備完成了繪圖操做，交換鏈將經過交換兩個緩衝區來顯示後臺緩衝區。此時後臺緩衝區變成了前臺緩衝區，反之亦然。

爲了建立交換鏈，咱們填寫 DXGI_SWAPCHAIN_DESC 結構來描述咱們即將建立的交換鏈。有一些字段值得一提。BackBufferUsage是一個標誌，它告訴應用程序如何使用後臺緩衝區。 在這種狀況下，咱們想要渲染到後臺緩衝區，所以咱們將 BackBufferUsage 設置爲 DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT。OutputWindow字段表示交換鏈將用於在屏幕上顯示圖像的窗口。SampleDesc用於啓用屢次採樣。 因爲本教程不使用屢次採樣，所以SampleDesc的Count設置爲1，Quality設置爲0以禁用屢次採樣。

填寫完描述後，咱們能夠調用D3D11CreateDeviceAndSwapChain函數爲咱們建立設備和交換鏈。如下是建立設備和交換鏈的代碼：

    DXGI_SWAP_CHAIN_DESC sd;
    ZeroMemory( &sd, sizeof(sd) );
    sd.BufferCount = 1;
    sd.BufferDesc.Width = 640;
    sd.BufferDesc.Height = 480;
    sd.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
    sd.BufferDesc.RefreshRate.Numerator = 60;
    sd.BufferDesc.RefreshRate.Denominator = 1;
    sd.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
    sd.OutputWindow = g_hWnd;
    sd.SampleDesc.Count = 1;
    sd.SampleDesc.Quality = 0;
    sd.Windowed = TRUE;

    if( FAILED( D3D11CreateDeviceAndSwapChain( NULL, D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE, NULL, 0, featureLevels, numFeatureLevels,
                     D3D11_SDK_VERSION, &sd, &g_pSwapChain, &g_pd3dDevice, NULL, &g_pImmediateContext ) ) )
    {
        return FALSE;
    }

　　

接下來咱們要作的事情是建立一個渲染目標的視圖。

渲染目標視圖是Direct3D 11裏的一種資源視圖。資源視圖容許資源在特定場合綁定到圖形管道上。將資源視圖當作是C語言中的類型轉換。C中的一塊原始內存能夠轉換爲任何數據類型。咱們能夠將這塊內存轉換爲整數數組，浮點數組，結構數組，結構數組等等。若是咱們不知道它的類型，原始內存自己對咱們沒有太大用處。Direct3D 11中的資源視圖與該方法相似。例如，一個2D紋理，相似於原始內存塊，是原始的底層資源。一旦咱們擁有了該資源，咱們就能夠建立不一樣的資源視圖，將該紋理綁定到不一樣格式的圖形管道中的不一樣階段：做爲要渲染的渲染目標，做爲將接收深度信息的深度模板緩衝區，或做爲紋理資源。在C語言類型轉換中容許以不一樣的方式使用內存塊的狀況下，Direct3D 11資源視圖也是如此。

咱們須要建立一個渲染目標視圖，由於咱們想將交換鏈中的後臺緩衝區綁定爲咱們的渲染目標。這樣可以使Direct3D 11渲染到它上面。咱們首先調用GetBuffer()來獲取後臺緩衝區對象。或者，咱們能夠填寫D3D11_RENDERTARGETVIEW_DESC結構，該結構描述要建立的渲染目標視圖。此描述一般是CreateRenderTargetView的第二個參數。然而，對於這些教程，默認的渲染目標視圖已經足夠了。能夠經過傳遞NULL做爲第二個參數來獲取默認的渲染目標視圖。一旦咱們建立了渲染目標視圖，咱們就能夠在直接上下文中調用OMSetRenderTargets()來將它綁定到管道上。這可確保管道呈現的輸出被寫入後臺緩衝區。建立和設置渲染目標視圖的代碼以下：

 // Create a render target view
    ID3D11Texture2D *pBackBuffer;
    if( FAILED( g_pSwapChain->GetBuffer( 0, __uuidof( ID3D11Texture2D ), (LPVOID*)&pBackBuffer ) ) )
        return FALSE;
    hr = g_pd3dDevice->CreateRenderTargetView( pBackBuffer, NULL, &g_pRenderTargetView );
    pBackBuffer->Release();
    if( FAILED( hr ) )
        return FALSE;
    g_pImmediateContext->OMSetRenderTargets( 1, &g_pRenderTargetView, NULL );

　　

在Direct3D 11渲染以前咱們須要設置的最後一件事是初始化視口。

視口映射剪輯空間座標，其中X和Y的範圍爲-1到1，Z的範圍爲0到1，以渲染目標空間，有時稱爲像素空間。 在Direct3D 9中，若是應用程序未設置視口，則默認視口設置爲與渲染目標的大小相同。在Direct3D 11中，默認狀況下不設置視口。 所以，咱們必須在屏幕上看到任何內容以前這樣作。因爲咱們但願將整個渲染目標用於輸出，所以咱們將左上角的點設置爲（0,0），將寬度和高度設置爲與渲染目標的大小相同。 爲此，請使用如下代碼：

    D3D11_VIEWPORT vp;
    vp.Width = (FLOAT)width;
    vp.Height = (FLOAT)height;
    vp.MinDepth = 0.0f;
    vp.MaxDepth = 1.0f;
    vp.TopLeftX = 0;
    vp.TopLeftY = 0;
    g_pImmediateContext->RSSetViewports( 1, &vp );

　　

修改消息循環

咱們已經設置了窗口和Direct3D 11設備而且咱們已準備好渲染。 可是，咱們的消息循環仍然存在問題：它使用GetMessage()來獲取消息。GetMessage()的問題在於，若是應用程序窗口的隊列中沒有消息，則GetMessage()會阻塞，而且在消息可用以前不會返回。所以，當消息隊列爲空時，咱們的應用程序在GetMessage()內等待，而不是像渲染那樣。咱們能夠使用PeekMessage()而不是GetMessage()來解決這個問題。 PeekMessage()能夠檢索像GetMessage()那樣的消息，可是當沒有消息等待時，PeekMessage()會當即返回而不是阻塞。 而後咱們能夠花時間作一些渲染。 使用PeekMessage()的修改後的消息循環以下所示：

    MSG msg = {0};
    while( WM_QUIT != msg.message )
    {
        if( PeekMessage( &msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE ) )
        {
            TranslateMessage( &msg );
            DispatchMessage( &msg );
        }
        else
        {
            Render();  // Do some rendering
        }
    }

　　

渲染代碼

渲染在Render()函數中完成。

在這個教程中，咱們將渲染最簡單的場景，即用單一顏色填充屏幕。在Direct3D 11中，使用單一顏色填充渲染目標的簡單方法是使用直接上下文的ClearRenderTargetView()方法。

• 首先，咱們定義一個由四個浮點數組成的數組，用於描述咱們想要填充屏幕的顏色。
• 接着，咱們將它傳遞給ClearRenderTargetView()。在這個例子中，咱們選擇了藍色的陰影。
• 填充後臺緩衝區後，咱們調用交換鏈的Present()方法來完成渲染。 Present()負責將交換鏈的後臺緩衝區內容顯示在屏幕上，以便用戶能夠看到它。Render()函數看起來像是這樣的：

    void Render()
    {
        //
        // Clear the backbuffer
        //
        float ClearColor[4] = { 0.0f, 0.125f, 0.6f, 1.0f }; // RGBA
        g_pd3dDevice->ClearRenderTargetView( g_pRenderTargetView, ClearColor );
    
        g_pSwapChain->Present( 0, 0 );
    }

　　

本教程最終的運行效果：

 

小結

本教程是我在學習DirectX中查看SDK文檔中看到的，所以想在國慶期間翻譯成中文，方便之後查閱。

教程總共有七篇：

但願翻譯過的教程能對學習DX的朋友們有所幫助，本教程的源碼我已上傳至Github（在本文首部）。