第13章 四大变换
在Direct3D中，如果为进行任何空间坐标变换而直接绘图的话，图形将始终处于应用程序窗口的中心位置，默认这个位置就成为世界坐标系的原点(0,0,0)。而且我们也不能改变观察图形的视角方向。默认情况下的观察方向是世界坐标系的z轴正向方向。
- 世界变换运算是为了能在世界空间中的指定位置来绘制图形
- 取景变换运算是为了以不同的视角观察图形
- 投影变换为了将相对较远的图形投影到同一个平面上并体现出“近大远小”的真实视觉效果
- 视口变换是为了控制显示图形的窗口大小，比例等信息
1. 世界变换
世界变换将物体模型从自身局部坐标系中转换到世界坐标系中，并将所有的物体模型组织为一个场景。如：
简而言之就是总物体自己独特的局部坐标系变换到世界坐标系中。世界变换包括平移，旋转和缩放变换，可以通过D3DXMatrixTranslation，D3DXMatrixRotation* 和 D3DXMatrixSaling函数来进行变换，并得到一个世界变换矩阵。调用这些函数将我们的矩阵调整好后，接着调用IDirect3DDevice9接口的SetTramsform方法来运用世界变换矩阵，表示认定某某矩阵就是我们的世界变换矩阵了。
SetTransform函数：
HRESULT SetTransform( [in] D3DTRANSFORMSTATETYPE State, [in] const D3DMATRIX *pMatrix );
第一个参数是D3DTRANSFORMSTATETYPE枚举类型的State，表示变换的类型。第二个参数是一个有实实在在内容的矩阵。
矩阵的平移：
使用D3DXMatrixTranslation函数：
D3DXMATRIX* D3DXMatrixTranslation( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, //D3DXMATRIX类型的4x4的矩阵，实际上这个方法就是在为这个矩阵赋值 _In_ FLOAT x, //X轴的平移量 _In_ FLOAT y, //Y _In_ FLOAT z //Z );
用于创造一个相对于原点（0，0，0）有偏移量的矩阵出来。比如要沿着Z轴的正方向平移10个单位，就需要按下面的代码来设置平移矩阵：
D3DXMATRIX mTrans; D3DXMatrixTranslation(&mTrans, 0, 0, 10);
然后把需要进行平移操作的矩阵，乘以这个创建好的mTrans矩阵，就完成了平移操作。比如我们有一个mMatrix矩阵，我们需要这个矩阵沿Z轴正方向平移10个单位，就让mTrans和mMtrix相乘就可以了。其中相乘操作通过D3DXMatrixMultiply来完成
D3DXMATRIX* D3DXMatrixMultiply( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, _In_ const D3DXMATRIX *pM1, _In_ const D3DXMATRIX *pM2 );
所以，如果要把mMtrix矩阵向Z轴正方向平移10个单位，就是如下的代码：
D3DXMATRIX mTrans; D3DXMatrixTranslation(&mTrans, 0, 0, 10); D3DMatrixMultiply(&mMtrix,&mMtrix,&&mTrans);
因为Direct3D对矩阵乘法进行了重载，所以矩阵的乘法直接用乘号 * 也可以。
矩阵的旋转：
和平移类似，也是先用一个函数创建好用于旋转的一个中间矩阵，然后让我们需要旋转的那个矩阵右乘这个中建矩阵就行了。旋转中间矩阵的创建用的是d9dx9.lib库中的D3DXMatrixRotationX、D3DXMatrixRotationY和D3DXMatrixRotationZ。
D3DXMATRIX* D3DXMatrixRotationX( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, _In_ FLOAT Angle );
D3DXMATRIX* D3DXMatrixRotationY( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, _In_ FLOAT Angle );
D3DXMATRIX* D3DXMatrixRotationZ( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, _In_ FLOAT Angle );
如果我们值只对某个物体在世界坐标系中进行旋转操作的话，可以把D3DXMatrixRotationX系列函数创造出来的中间矩阵作为我们的世界矩阵：
D3DXMATRIX mTrans; float fAngle=90*(2.0f*D3DX_PI)/360.0f; //取弧度值 D3DXMatrixRotationY(&mTrans, 0, fAngle); g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORD, &mTrans);
矩阵的缩放：
还是一样的，用函数创建好用于缩放的一个中间矩阵，然后右乘即可。用的函数是D3DXMatrixScaling：
D3DXMATRIX* D3DXMatrixScaling( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, _In_ FLOAT sx, _In_ FLOAT sy, _In_ FLOAT sz );
第二个到第四个参数是浮点型X，Y，Z轴上的缩放比例。比如要将一个物体在Z轴上放大5倍：
D3DXMATRIX mTrans; D3DXMatrixScaling(&mTrans, 1.0f, 1.0f, 5.0f); g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORD, &mTrans);
另外就是单位化矩阵的函数，即D3DXMatrixIdentity函数：
D3DMATRIX matWorld;
D3DXMatrixIdentity(&matWorld);
2. 取景变换
用来设置Direct3D中的虚拟摄像机的位置和观察点。
为了确定一个虚拟摄像机的位置和观察方向，需要指定虚拟摄像机在世界坐标系中的位置，观察点位置以及正方向，为了能够进行取景变换，首先需要通过D3DX库中的D3DXMatrixLookAtH函数计算并得到一个取景变换矩阵，然后同样调用IDirect3DDevice的setTransform方法应用取景变换。
D3DXMatrixLookAtLH 函数：
D3DXMATRIX* D3DXMatrixLookAtLH( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, //最终生成的观察矩阵 _In_ const D3DXVECTOR3 *pEye, //指定虚拟摄像机在世界坐标系中的位置 _In_ const D3DXVECTOR3 *pAt, //观察点在世界坐标系中的位置 _In_ const D3DXVECTOR3 *pUp //摄像机的上向量，通常取为(0,1,0)就可以了 );
一个使用例子：
3. 投影变换
经过上一部的取景变换后，物体的模型就位于观察坐标系中了。为了将三维场景显示在二维的显示平面(因为显示屏是二维的)上，还需要通过投影变换将三维物体投影到二维平面上，这个过程叫做透视投影或投影变换。
投影窗口是个二维平面，用于描述三维物体的模型经过透视投影后的二维图像，在Direct3D中投影窗口平面默认定义为z=1的平面。虚拟摄像机与投影窗口平面共同构成了一个对观察者可见的三维空间。在3D图形学中这部分空间被称为视截体，位于视截体内的物体模型被映射到二维投影平面上，而位于视截体外的物体模型或者其中一部分将不可见，这个过程称为裁剪。
投影变换负责将位于视截体内的物体模型映射到投影窗口中。D3DX库中的D3DXMatrixPerspectiveFovLH函数可以用来计算一个视截体，并根据该视截体的描述信息创建一个投影矩阵变换。D3DXMatrixPerspectiveFovLH函数：
D3DXMATRIX* D3DXMatrixPerspectiveFovLH( _Inout_ D3DXMATRIX *pOut, //最终生成的投影矩阵 _In_ FLOAT fovy, //指定以弧度为单位的虚拟摄像机在y轴上的成像角度，即视域角度，成像角度越大，映射到投影窗口中的图形就越小；反之，越大 _In_ FLOAT Aspect, //屏幕显示区的纵横比 _In_ FLOAT zn, //视截体中近裁剪面距摄像机的位置 _In_ FLOAT zf //视截体中远裁剪面距射线机的距离 );
一个调用实例：
4. 视口变换
视口变换用于将投影窗口中的图形转换到显示屏幕的程序窗口中：
在Direct3D中，视口由D3DVIEWPORT9结构体来藐视：
typedef struct D3DVIEWPORT9 { DWORD X; //视口相对于窗口的X坐标 DWORD Y; //------------的Y坐标 DWORD Width; //视口的宽度 DWORD Height; //高度 float MinZ; //视口在深度缓存中的最小深度值 float MaxZ; //最大深度值 } D3DVIEWPORT9, *LPD3DVIEWPORT9;
国际惯例，来个综合的示例程序：
1 #include <d3d9.h> 2 #include <d3dx9.h> 3 #include <tchar.h> 4 5 //-----------------------------------【库文件包含部分】--------------------------------------- 6 #pragma comment(lib,"d3d9.lib") 7 #pragma comment(lib,"d3dx9.lib") 8 9 //-----------------------------------【宏定义部分】-------------------------------------------- 10 #define WINDOW_WIDTH 800 //为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度 11 #define WINDOW_HEIGHT 600 //为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度 12 #define WINDOW_TITLE L"【致我们永不熄灭的游戏开发梦想】迈向三维世界：Direct3D四大变换 示例程序" //为窗口标题定义的宏 13 #define SAFE_RELEASE(p) { if(p) { (p)->Release(); (p)=NULL; } } //定义一个安全释放宏，便于后面COM接口指针的释放 14 15 16 //------------------------------------------------------------------------------------------------ 17 // 【顶点缓存使用四步曲之一】：设计顶点格式 18 //------------------------------------------------------------------------------------------------ 19 struct CUSTOMVERTEX 20 { 21 FLOAT x, y, z; 22 DWORD color; 23 }; 24 #define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ|D3DFVF_DIFFUSE) //FVF灵活顶点格式 25 26 //-----------------------------------【全局变量声明部分】------------------------------------- 27 LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; //Direct3D设备对象 28 ID3DXFont* g_pFont=NULL; //字体COM接口 29 float g_FPS = 0.0f; //一个浮点型的变量，代表帧速率 30 wchar_t g_strFPS[50]; //包含帧速率的字符数组 31 LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVertexBuffer = NULL; //顶点缓冲区对象 32 LPDIRECT3DINDEXBUFFER9 g_pIndexBuffer = NULL; // 索引缓存对象 33 34 35 //-----------------------------------【全局函数声明部分】------------------------------------- 36 LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam );//窗口过程函数 37 HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D的初始化 38 HRESULT Objects_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行要绘制的物体的资源初始化 39 VOID Direct3D_Render(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D渲染代码的书写 40 VOID Direct3D_CleanUp( ); //在这个函数中清理COM资源以及其他资源 41 float Get_FPS(); //计算帧数的函数 42 VOID Matrix_Set(); //封装了四大变换的函数 43 44 //-----------------------------------【WinMain( )函数】-------------------------------------- 45 // 描述：Windows应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始 46 //------------------------------------------------------------------------------------------------ 47 int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd) 48 { 49 //【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类 50 WNDCLASSEX wndClass = { 0 }; //用WINDCLASSEX定义了一个窗口类 51 wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ; //设置结构体的字节数大小 52 wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; //设置窗口的样式 53 wndClass.lpfnWndProc = WndProc; //设置指向窗口过程函数的指针 54 wndClass.cbClsExtra = 0; //窗口类的附加内存，取0就可以了 55 wndClass.cbWndExtra = 0; //窗口的附加内存，依然取0就行了 56 wndClass.hInstance = hInstance; //指定包含窗口过程的程序的实例句柄。 57 wndClass.hIcon=(HICON)::LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,0,0,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE); //本地加载自定义ico图标 58 wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); //指定窗口类的光标句柄。 59 wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); //为hbrBackground成员指定一个白色画刷句柄 60 wndClass.lpszMenuName = NULL; //用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。 61 wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop"; //用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。 62 63 //【2】窗口创建四步曲之二：注册窗口类 64 if( !RegisterClassEx( &wndClass ) ) //设计完窗口后，需要对窗口类进行注册，这样才能创建该类型的窗口 65 return -1; 66 67 //【3】窗口创建四步曲之三：正式创建窗口 68 HWND hwnd = CreateWindow( L"ForTheDreamOfGameDevelop",WINDOW_TITLE, //喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindow 69 WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, WINDOW_WIDTH, 70 WINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL ); 71 72 //Direct3D资源的初始化，调用失败用messagebox予以显示 73 if (!(S_OK==Direct3D_Init (hwnd))) 74 { 75 MessageBox(hwnd, _T("Direct3D初始化失败~！"), _T("浅墨的消息窗口"), 0); //使用MessageBox函数，创建一个消息窗口 76 } 77 78 //【4】窗口创建四步曲之四：窗口的移动、显示与更新 79 MoveWindow(hwnd,250,80,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,true); //调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处 80 ShowWindow( hwnd, nShowCmd ); //调用ShowWindow函数来显示窗口 81 UpdateWindow(hwnd); //对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样 82 83 //【5】消息循环过程 84 MSG msg = { 0 }; //初始化msg 85 while( msg.message != WM_QUIT ) //使用while循环 86 { 87 if( PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) ) //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。 88 { 89 TranslateMessage( &msg ); //将虚拟键消息转换为字符消息 90 DispatchMessage( &msg ); //该函数分发一个消息给窗口程序。 91 } 92 else 93 { 94 Direct3D_Render(hwnd); //进行渲染 95 } 96 } 97 //【6】窗口类的注销 98 UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance); //程序准备结束，注销窗口类 99 return 0; 100 } 101 102 //-----------------------------------【WndProc( )函数】-------------------------------------- 103 // 描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理 104 //------------------------------------------------------------------------------------------------ 105 LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) 106 { 107 switch( message ) //switch语句开始 108 { 109 case WM_PAINT: // 若是客户区重绘消息 110 Direct3D_Render(hwnd); //调用Direct3D渲染函数 111 ValidateRect(hwnd, NULL); // 更新客户区的显示 112 break; //跳出该switch语句 113 114 case WM_KEYDOWN: // 若是键盘按下消息 115 if (wParam == VK_ESCAPE) // 如果被按下的键是ESC 116 DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息 117 break; //跳出该switch语句 118 119 case WM_DESTROY: //若是窗口销毁消息 120 Direct3D_CleanUp(); //调用自定义的资源清理函数Game_CleanUp（）进行退出前的资源清理 121 PostQuitMessage( 0 ); //向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息 122 break; //跳出该switch语句 123 124 default: //若上述case条件都不符合，则执行该default语句 125 return DefWindowProc( hwnd, message, wParam, lParam ); //调用缺省的窗口过程 126 } 127 128 return 0; //正常退出 129 } 130 131 //-----------------------------------【Direct3D_Init( )函数】-------------------------------------- 132 // 描述：Direct3D初始化函数，进行Direct3D的初始化 133 //------------------------------------------------------------------------------------------------ 134 HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd) 135 { 136 //-------------------------------------------------------------------------------------- 137 // 【Direct3D初始化四步曲之一，创接口】：创建Direct3D接口对象, 以便用该Direct3D对象创建Direct3D设备对象 138 //-------------------------------------------------------------------------------------- 139 LPDIRECT3D9 pD3D = NULL; //Direct3D接口对象的创建 140 if( NULL == ( pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) ) //初始化Direct3D接口对象，并进行DirectX版本协商 141 return E_FAIL; 142 143 //-------------------------------------------------------------------------------------- 144 // 【Direct3D初始化四步曲之二,取信息】：获取硬件设备信息 145 //-------------------------------------------------------------------------------------- 146 D3DCAPS9 caps; int vp = 0; 147 if( FAILED( pD3D->GetDeviceCaps( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps ) ) ) 148 { 149 return E_FAIL; 150 } 151 if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT ) 152 vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING; //支持硬件顶点运算，我们就采用硬件顶点运算，妥妥的 153 else 154 vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING; //不支持硬件顶点运算，无奈只好采用软件顶点运算 155 156 //-------------------------------------------------------------------------------------- 157 // 【Direct3D初始化四步曲之三，填内容】：填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构体 158 //-------------------------------------------------------------------------------------- 159 D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp; 160 ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp)); 161 d3dpp.BackBufferWidth = WINDOW_WIDTH; 162 d3dpp.BackBufferHeight = WINDOW_HEIGHT; 163 d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8; 164 d3dpp.BackBufferCount = 1; 165 d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE; 166 d3dpp.MultiSampleQuality = 0; 167 d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD; 168 d3dpp.hDeviceWindow = hwnd; 169 d3dpp.Windowed = true; 170 d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true; 171 d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D24S8; 172 d3dpp.Flags = 0; 173 d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = 0; 174 d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE; 175 176 //-------------------------------------------------------------------------------------- 177 // 【Direct3D初始化四步曲之四，创设备】：创建Direct3D设备接口 178 //-------------------------------------------------------------------------------------- 179 if(FAILED(pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, 180 hwnd, vp, &d3dpp, &g_pd3dDevice))) 181 return E_FAIL; 182 183 SAFE_RELEASE(pD3D) //LPDIRECT3D9接口对象的使命完成，我们将其释放掉 184 185 if(!(S_OK==Objects_Init(hwnd))) return E_FAIL; //调用一次Objects_Init，进行渲染资源的初始化 186 187 // 设置渲染状态 188 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE); //关闭光照 189 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW); //开启背面消隐 190 191 return S_OK; 192 } 193 194 //-----------------------------------【Object_Init( )函数】-------------------------------------- 195 // 描述：渲染资源初始化函数，在此函数中进行要被渲染的物体的资源的初始化 196 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- 197 HRESULT Objects_Init(HWND hwnd) 198 { 199 //创建字体 200 if(FAILED(D3DXCreateFont(g_pd3dDevice, 36, 0, 0, 1, false, DEFAULT_CHARSET, 201 OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, 0, _T("微软雅黑"), &g_pFont))) 202 return E_FAIL; 203 srand(timeGetTime()); //用系统时间初始化随机种子 204 205 //-------------------------------------------------------------------------------------- 206 // 【顶点缓存、索引缓存绘图四步曲之二】：创建顶点缓存和索引缓存 207 //-------------------------------------------------------------------------------------- 208 //创建顶点缓存 209 if( FAILED( g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer( 8*sizeof(CUSTOMVERTEX), 210 0, D3DFVF_CUSTOMVERTEX, 211 D3DPOOL_DEFAULT, &g_pVertexBuffer, NULL ) ) ) 212 { 213 return E_FAIL; 214 } 215 // 创建索引缓存 216 if( FAILED( g_pd3dDevice->CreateIndexBuffer(36* sizeof(WORD), 0, 217 D3DFMT_INDEX16, D3DPOOL_DEFAULT, &g_pIndexBuffer, NULL)) ) 218 { 219 return E_FAIL; 220 221 } 222 //-------------------------------------------------------------------------------------- 223 // 【顶点缓存、索引缓存绘图四步曲之三】：访问顶点缓存和索引缓存 224 //-------------------------------------------------------------------------------------- 225 //顶点数据的设置， 226 CUSTOMVERTEX Vertices[] = 227 { 228 { -20.0f, 20.0f, -20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 229 { -20.0f, 20.0f, 20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 230 { 20.0f, 20.0f, 20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 231 { 20.0f, 20.0f, -20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 232 { -20.0f, -20.0f, -20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 233 { -20.0f, -20.0f, 20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 234 { 20.0f, -20.0f, 20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 235 { 20.0f, -20.0f, -20.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256) }, 236 237 }; 238 239 //填充顶点缓存 240 VOID* pVertices; 241 if( FAILED( g_pVertexBuffer->Lock( 0, sizeof(Vertices), (void**)&pVertices, 0 ) ) ) 242 return E_FAIL; 243 memcpy( pVertices, Vertices, sizeof(Vertices) ); 244 g_pVertexBuffer->Unlock(); 245 246 // 填充索引数据 247 WORD *pIndices = NULL; 248 g_pIndexBuffer->Lock(0, 0, (void**)&pIndices, 0); 249 250 // 顶面 251 pIndices[0] = 0, pIndices[1] = 1, pIndices[2] = 2; 252 pIndices[3] = 0, pIndices[4] = 2, pIndices[5] = 3; 253 // 正面 254 pIndices[6] = 0, pIndices[7] = 3, pIndices[8] = 7; 255 pIndices[9] = 0, pIndices[10] = 7, pIndices[11] = 4; 256 // 左侧面 257 pIndices[12] = 0, pIndices[13] = 4, pIndices[14] = 5; 258 pIndices[15] = 0, pIndices[16] = 5, pIndices[17] = 1; 259 // 右侧面 260 pIndices[18] = 2, pIndices[19] = 6, pIndices[20] = 7; 261 pIndices[21] = 2, pIndices[22] = 7, pIndices[23] = 3; 262 // 背面 263 pIndices[24] = 2, pIndices[25] = 5, pIndices[26] = 6; 264 pIndices[27] = 2, pIndices[28] = 1, pIndices[29] = 5; 265 // 底面 266 pIndices[30] = 4, pIndices[31] = 6, pIndices[32] = 5; 267 pIndices[33] = 4, pIndices[34] = 7, pIndices[35] = 6; 268 g_pIndexBuffer->Unlock(); 269 270 return S_OK; 271 } 272 273 274 //-----------------------------------【Matrix_Set( )函数】-------------------------------------- 275 // 描述：封装了Direct3D四大变换的函数，即世界变换，取景变换，投影变换，视口变换的设置 276 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- 277 VOID Matrix_Set() 278 { 279 //-------------------------------------------------------------------------------------- 280 //【四大变换之一】：世界变换矩阵的设置 281 //-------------------------------------------------------------------------------------- 282 D3DXMATRIX matWorld, Rx, Ry, Rz; 283 D3DXMatrixIdentity(&matWorld); // 单位化世界矩阵 284 D3DXMatrixRotationX(&Rx, D3DX_PI *( ::timeGetTime() / 1000.0f)); // 绕X轴旋转 285 D3DXMatrixRotationY(&Ry, D3DX_PI *( ::timeGetTime() / 1000.0f/2)); // 绕Y轴旋转 286 D3DXMatrixRotationZ(&Rz, D3DX_PI *( ::timeGetTime() / 1000.0f/3)); // 绕Z轴旋转 287 matWorld = Rx * Ry * Rz * matWorld; // 得到最终的组合矩阵 288 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &matWorld); //设置世界变换矩阵 289 290 //-------------------------------------------------------------------------------------- 291 //【四大变换之二】：取景变换矩阵的设置 292 //-------------------------------------------------------------------------------------- 293 D3DXMATRIX matView; //定义一个矩阵 294 D3DXVECTOR3 vEye(0.0f, 0.0f, -200.0f); //摄像机的位置 295 D3DXVECTOR3 vAt(0.0f, 0.0f, 0.0f); //观察点的位置 296 D3DXVECTOR3 vUp(0.0f, 1.0f, 0.0f);//向上的向量 297 D3DXMatrixLookAtLH(&matView, &vEye, &vAt, &vUp); //计算出取景变换矩阵 298 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView); //应用取景变换矩阵 299 300 //-------------------------------------------------------------------------------------- 301 //【四大变换之三】：投影变换矩阵的设置 302 //-------------------------------------------------------------------------------------- 303 D3DXMATRIX matProj; //定义一个矩阵 304 D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&matProj, D3DX_PI / 4.0f, 1.0f, 1.0f, 1000.0f); //计算投影变换矩阵 305 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj); //设置投影变换矩阵 306 307 //-------------------------------------------------------------------------------------- 308 //【四大变换之四】：视口变换的设置 309 //-------------------------------------------------------------------------------------- 310 D3DVIEWPORT9 vp; //实例化一个D3DVIEWPORT9结构体，然后做填空题给各个参数赋值就可以了 311 vp.X = 0; //表示视口相对于窗口的X坐标 312 vp.Y = 0; //视口相对对窗口的Y坐标 313 vp.Width = WINDOW_WIDTH; //视口的宽度 314 vp.Height = WINDOW_HEIGHT; //视口的高度 315 vp.MinZ = 0.0f; //视口在深度缓存中的最小深度值 316 vp.MaxZ = 1.0f; //视口在深度缓存中的最大深度值 317 g_pd3dDevice->SetViewport(&vp); //视口的设置 318 319 } 320 321 //-----------------------------------【Direct3D_Render( )函数】------------------------------- 322 // 描述：使用Direct3D进行渲染 323 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- 324 void Direct3D_Render(HWND hwnd) 325 { 326 //-------------------------------------------------------------------------------------- 327 // 【Direct3D渲染五步曲之一】：清屏操作 328 //-------------------------------------------------------------------------------------- 329 g_pd3dDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(255, 214, 158), 1.0f, 0); 330 331 //定义一个矩形，用于获取主窗口矩形 332 RECT formatRect; 333 GetClientRect(hwnd, &formatRect); 334 //-------------------------------------------------------------------------------------- 335 // 【Direct3D渲染五步曲之二】：开始绘制 336 //-------------------------------------------------------------------------------------- 337 g_pd3dDevice->BeginScene(); // 开始绘制 338 339 //-------------------------------------------------------------------------------------- 340 // 【Direct3D渲染五步曲之三】：正式绘制，利用顶点缓存绘制图形 341 //-------------------------------------------------------------------------------------- 342 //---------------------------------------------------------------- 343 // 【顶点缓存、索引缓存绘图四步曲之四】：绘制图形 344 //---------------------------------------------------------------- 345 346 Matrix_Set();//调用封装了四大变换的函数，对Direct3D世界变换，取景变换，投影变换，视口变换进行设置 347 // 获取键盘消息并给予设置相应的填充模式 348 if (::GetAsyncKeyState(0x31) & 0x8000f) // 若数字键1被按下，进行线框填充 349 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE,D3DFILL_WIREFRAME); 350 if (::GetAsyncKeyState(0x32) & 0x8000f) // 若数字键2被按下，进行实体填充 351 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE,D3DFILL_SOLID); 352 353 g_pd3dDevice->SetStreamSource( 0, g_pVertexBuffer, 0, sizeof(CUSTOMVERTEX) );//把包含的几何体信息的顶点缓存和渲染流水线相关联 354 g_pd3dDevice->SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );//指定我们使用的灵活顶点格式的宏名称 355 g_pd3dDevice->SetIndices(g_pIndexBuffer);//设置索引缓存 356 g_pd3dDevice->DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 0, 8, 0, 12);//利用索引缓存配合顶点缓存绘制图形 357 358 //在窗口右上角处，显示每秒帧数 359 int charCount = swprintf_s(g_strFPS, 20, _T("FPS:%0.3f"), Get_FPS() ); 360 g_pFont->DrawText(NULL, g_strFPS, charCount , &formatRect, DT_TOP | DT_RIGHT, D3DCOLOR_XRGB(255,39,136)); 361 362 //-------------------------------------------------------------------------------------- 363 // 【Direct3D渲染五步曲之四】：结束绘制 364 //-------------------------------------------------------------------------------------- 365 g_pd3dDevice->EndScene(); // 结束绘制 366 //-------------------------------------------------------------------------------------- 367 // 【Direct3D渲染五步曲之五】：显示翻转 368 //-------------------------------------------------------------------------------------- 369 g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL); // 翻转与显示 370 } 371 372 //-----------------------------------【Get_FPS( )函数】------------------------------------------ 373 // 描述：用于计算每秒帧速率的一个函数 374 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- 375 float Get_FPS() 376 { 377 //定义四个静态变量 378 static float fps = 0; //我们需要计算的FPS值 379 static int frameCount = 0;//帧数 380 static float currentTime =0.0f;//当前时间 381 static float lastTime = 0.0f;//持续时间 382 383 frameCount++;//每调用一次Get_FPS()函数，帧数自增1 384 currentTime = timeGetTime()*0.001f;//获取系统时间，其中timeGetTime函数返回的是以毫秒为单位的系统时间，所以需要乘以0.001，得到单位为秒的时间 385 386 //如果当前时间减去持续时间大于了1秒钟，就进行一次FPS的计算和持续时间的更新，并将帧数值清零 387 if(currentTime - lastTime > 1.0f) //将时间控制在1秒钟 388 { 389 fps = (float)frameCount /(currentTime - lastTime);//计算这1秒钟的FPS值 390 lastTime = currentTime; //将当前时间currentTime赋给持续时间lastTime，作为下一秒的基准时间 391 frameCount = 0;//将本次帧数frameCount值清零 392 } 393 394 return fps; 395 } 396 397 //-----------------------------------【Direct3D_CleanUp( )函数】-------------------------------- 398 // 描述：资源清理函数，在此函数中进行程序退出前资源的清理工作 399 //--------------------------------------------------------------------------------------------------- 400 void Direct3D_CleanUp() 401 { 402 //释放COM接口对象 403 SAFE_RELEASE(g_pIndexBuffer) 404 SAFE_RELEASE(g_pVertexBuffer) 405 SAFE_RELEASE(g_pFont) 406 SAFE_RELEASE(g_pd3dDevice) 407 }
注：
timeGetTime方法以毫秒为时间单位返回从Windows系统开机时所经过的时间。通过(::timeGetTime()/1000.0f)这个式子来构造一个从0到1的连续的时间周期。但是我不明白这里timeGetTime前面为什么要加 :: ，我试过去掉这个运行结果是一样的。
运行的结果就是一个旋转着的随机立方体，并且按键盘1和2在线框填充模式和实体填充模式之间切换。
第14章 光照与材质
1. 光照与光源
在Direct3D中的光源类型和光照类型是不同的两个概念，光照模型描述的是光线的反射特征，而光源类型主要强调的是能够产生这些光照模型的方式以及光线的位置，方向，强度等特征。
四大光照类型
环境光：基于整个自然界环境的整体亮度，称为环境光或者背景光，没有位置或者方向上的特征，只有一个颜色亮度值，不会衰减，在所有方向和所有物体表面上投射的环境光的数量是恒定不变的(有点像我们白天的自然光)。在Direc3D中设置环境光可以直接使用setRenderState方法：
pd3Device->setRenderState(D3DRS_AMBIENT, D3DCOLOR_XRB(36, 36, 36));
第一个参数代表环境光的设置，第二个参数填一个颜色值就可以了。
漫反射光：太阳的直射，日光灯的照射都可以看成漫反射的近似。这种类型的光沿着特定的方向传播。
镜面反射光：沿着特定的方向传播，当此类光到达一个表面时，将严格地沿着另一个方向反射，从而形成只能在一个角度范围内才能观察到的高亮度照射。这种光照模型模拟了从光滑发光面如镜子等材料来进行光线反射的情形。如果移动一个光源的话，就会发现镜面亮光的变化，这意味着镜面反射取决于观察者的角度。漫反射与视觉无关，而镜面反射与视觉相关。
如果想启用镜面反射的话，可以使用如下代码，设置相应的渲染状态即可：
pd3Device->setRenderState(D3DRS_SPECULARENABLE, true);
自发光：就是对象自己发出的光，根据通过对象的自发光材质来实现。
三大光源类型：点光源，方向光和聚光灯。
在Direct3D 9.0c中，涉及到光源的结构体是D3DLIGHT9:
typedef struct D3DLIGHT9 {
D3DLIGHTTYPE Type; //枚举，表示光源的类型
D3DCOLORVALUE Diffuse; //光源的漫反射
D3DCOLORVALUE Specular; //镜面反射
D3DCOLORVALUE Ambient; //颜色值
D3DVECTOR Position; //光源的位置
D3DVECTOR Direction; //光源的光照方向
float Range; //光源的光照范围，只在某些光源类型中有意义
float Falloff;
float Attenuation0;
float Attenuation1;
float Attenuation2;
float Theta;
float Phi;
} D3DLIGHT9, *LPD3DLIGHT;
其中Falloff，Theta和Phi用于聚光灯类型，也就是说把第一个参数设为D3DLIGHT_SPOT聚光灯类型的时候，这3个参数才有意义。Attenuation0，Attenuation1，Attenuation2是衰减系数，定义了光强睡着距离衰减的方式。在Direct3D中使用光照，就是用D3DLIGHT9结构体实例化一个具体的光源类型，然后对这个结构体的参数进行赋值，赋值完成后调用IDirect3DDevice9接口的SetLight方法设置光源，最后调用IDirect3DDevice9接口的LightEnable方法启用光照就可以了。
SetLight方法，用于设置光源：
HRESULT SetLight( [in] DWORD Index, //取值与0~7之间，表示选择第1~8个光源 [in] const D3DLIGHT9 *pLight //指向D3DLIGHT9结构体的指针 );
然后是LightEnable方法，用于启用光照：
HRESULT LightEnable( [in] DWORD LightIndex, //取值于0~7之间，表示选择第1~8个光源 [in] BOOL bEnable //表示启用或者禁用第一个参数里面指定的光照 );
关于3种类型的光源：点光源，方向光和聚光灯。需要进一步说明的是聚光灯。聚光灯发出的光由一个明亮的内椎体和一大点的外锥体组成。内椎体中的光最亮，内椎体到外椎体外围的光强主键减弱。
之前关于聚光灯的3个参数：Falloff，Theta和Phi，这3个属性共同来控制光强从内椎体到外椎体衰减的规律。
而Falloff用于控制光强如何从内椎体的外侧向外椎体的内侧减弱的，通常设置为1.0f，使光线在两个圆锥间平滑地减弱。
2. 材质
对于光照计算来说，光照和材质两者缺一不可。物体表面的材质属性决定了它能反射什么颜色的光线以及能反射多少。在Direct3D中，关于物体表面的材质属性是由一个结构体D3DMATERIAL9来负责管理：
typedef struct D3DMATERIAL9 { D3DCOLORVALUE Diffuse; //物体表面对漫反射光的反射率，填一个颜色值 D3DCOLORVALUE Ambient; //物体表面对环境光的反射率，填一个颜色值 D3DCOLORVALUE Specular; //物体表面对镜面发射光的反射率，同上 D3DCOLORVALUE Emissive; //物体的自发光颜色值，同上 float Power; //镜面的反射指数，值越大，高光强度和周围亮度的相差就越大 } D3DMATERIAL9, *LPD3DMATERIAL9;
也就是说，物体的最终颜色值由D3DMATERIAL9结构体中设置的4种颜色值共同决定。
在设置好我们的材质属性后，需要嗲用一个setMaterial方法来设置当前使用的材质属性：
HRESULT SetMaterial( [in] const D3DMATERIAL9 *pMaterial );
下面是一个设置材质的实例：
如果没有在程序中用代码来指定材质属性的话，默认的材质反射所有的漫反射光，但不反射环境光和镜面反射光，也没有自发光颜色。
顶点法线：在使用光照所绘制的3D场景中，计算物体顶点的颜色值除了需要光源和物体的材质信息外，还需要知道每个顶点的法向量，以便根据光线的入射方向与法向量的夹角，计算发射光线的最终颜色值。关于什么是这个顶点法线呢？其实严格从法线定义上来说，顶点是不存在法线的，让顶点也拥有法线是为了在光照计算时，能够知道光线到达表面时的入射角，以便在多面体的表面获得一种平滑的效果：
顶点发现可以在定义的顶点结构体中进行描述。我们需要在前面已经拥有的顶点结构体中添加一组用于描述顶点法向量的数据成员。修改了顶点结构体，对应的FVF灵活顶点格式的宏需要和结构体对应，也就是需要添加一句D3DFVF_NORMAL
对于简单的物体可以通过观察的到顶点的法向量，而对于复杂的物体需要另寻方法。对于复杂的物体，我们可以认为每个顶点的法向量与该顶点构成的三角形的法向量相同。
pd3Device->setRenderState(D3DRS_NORMALIZENORMALS, true);
3. 几何体的快速绘制
Direct3D中提供了几种特殊的生成简单几何体的网格数据的方法。分别是：立方体(Cube)、圆环(Torus)、多边形(Polygon)、球面体(Sphere)、茶壶(Teapot)和圆柱体(Cylinder)。
绘制内置几何体的四个步骤：
- 定义一个ID3DXMesh接口类型的对象
- 调用上面六个函数中的其中一个，对我们在第一步里面定义的这个对象进行初始化，也就是把创建好的网格存储在我们定义好的ID3DXMesh类型的对象中
- 在BeginScene之后调用DrawSubset方法进行网格图形的绘制，即拿第二步里面初始化好的ID3DXMesh接口类型的对象至一下DrawSubset(0)方法就好了
- 绘制完成之后，调用ID3DXMesh接口的Release方法
例子：
以D3DXCreateBox——创建立方体为例，其余的7个方法可以在SDk文档中查看
HRESULT D3DXCreateBox(
_In_ LPDIRECT3DDEVICE9 pDevice, //Direct3D设备对象
_In_ FLOAT Width, //宽度
_In_ FLOAT Height, //高度
_In_ FLOAT Depth, //深度
_Out_ LPD3DXMESH *ppMesh, //存储着盒子网格的指针
_Out_ LPD3DXBUFFER *ppAdjacency //存储着三角形索引的指针，不用的话设置为0就可以了
);
调用实例，用于创建一个长方体：
示例程序1，演示下上面几个函数的使用：
#include <d3d9.h> #include <d3dx9.h> #include <tchar.h> #pragma comment(lib,"d3d9.lib") #pragma comment(lib,"d3dx9.lib") #define WINDOW_WIDTH 800 //为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度 #define WINDOW_HEIGHT 600 //为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度 #define WINDOW_TITLE L"【致我们永不熄灭的游戏开发梦想】Direct3D中几种几何体的快捷绘制 示例程序" //为窗口标题定义的宏 #define SAFE_RELEASE(p) { if(p) { (p)->Release(); (p)=NULL; } } //定义一个安全释放宏，便于后面COM接口指针的释放 LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; //Direct3D设备对象 ID3DXFont* g_pFont=NULL; //字体COM接口 float g_FPS = 0.0f; //一个浮点型的变量，代表帧速率 wchar_t g_strFPS[50]; //包含帧速率的字符数组 LPD3DXMESH g_teapot = NULL; //茶壶对象 LPD3DXMESH g_cube = NULL; //立方体（盒子）对象 LPD3DXMESH g_sphere = NULL; //球面体对象 LPD3DXMESH g_torus = NULL; //圆环对象 D3DXMATRIX g_WorldMatrix[4],R; //定义一些全局的世界矩阵 //-----------------------------------【全局函数声明部分】------------------------------------- // 描述：全局函数声明，防止“未声明的标识”系列错误 //------------------------------------------------------------------------------------------------ LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam );//窗口过程函数 HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D的初始化 HRESULT Objects_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行要绘制的物体的资源初始化 VOID Direct3D_Render(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D渲染代码的书写 VOID Direct3D_CleanUp( ); //在这个函数中清理COM资源以及其他资源 float Get_FPS(); //计算帧数的函数 VOID Matrix_Set(); //封装了四大变换的函数 //-----------------------------------【WinMain( )函数】-------------------------------------- // 描述：Windows应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始 //------------------------------------------------------------------------------------------------ int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd) { //【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类 WNDCLASSEX wndClass = { 0 }; //用WINDCLASSEX定义了一个窗口类 wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ; //设置结构体的字节数大小 wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; //设置窗口的样式 wndClass.lpfnWndProc = WndProc; //设置指向窗口过程函数的指针 wndClass.cbClsExtra = 0; //窗口类的附加内存，取0就可以了 wndClass.cbWndExtra = 0; //窗口的附加内存，依然取0就行了 wndClass.hInstance = hInstance; //指定包含窗口过程的程序的实例句柄。 wndClass.hIcon=(HICON)::LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,0,0,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE); //本地加载自定义ico图标 wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); //指定窗口类的光标句柄。 wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); //为hbrBackground成员指定一个白色画刷句柄 wndClass.lpszMenuName = NULL; //用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。 wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop"; //用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。 //【2】窗口创建四步曲之二：注册窗口类 if( !RegisterClassEx( &wndClass ) ) //设计完窗口后，需要对窗口类进行注册，这样才能创建该类型的窗口 return -1; //【3】窗口创建四步曲之三：正式创建窗口 HWND hwnd = CreateWindow( L"ForTheDreamOfGameDevelop",WINDOW_TITLE, //喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindow WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL ); //Direct3D资源的初始化，调用失败用messagebox予以显示 if (!(S_OK==Direct3D_Init (hwnd))) { MessageBox(hwnd, _T("Direct3D初始化失败~！"), _T("消息窗口"), 0); //使用MessageBox函数，创建一个消息窗口 } //【4】窗口创建四步曲之四：窗口的移动、显示与更新 MoveWindow(hwnd,250,80,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,true); //调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处 ShowWindow( hwnd, nShowCmd ); //调用ShowWindow函数来显示窗口 UpdateWindow(hwnd); //对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样 //【5】消息循环过程 MSG msg = { 0 }; //初始化msg while( msg.message != WM_QUIT ) //使用while循环 { if( PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) ) //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。 { TranslateMessage( &msg ); //将虚拟键消息转换为字符消息 DispatchMessage( &msg ); //该函数分发一个消息给窗口程序。 } else { Direct3D_Render(hwnd); //进行渲染 } } //【6】窗口类的注销 UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance); //程序准备结束，注销窗口类 return 0; } //-----------------------------------【WndProc( )函数】-------------------------------------- // 描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理 //------------------------------------------------------------------------------------------------ LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) { switch( message ) //switch语句开始 { case WM_PAINT: // 若是客户区重绘消息 Direct3D_Render(hwnd); //调用Direct3D渲染函数 ValidateRect(hwnd, NULL); // 更新客户区的显示 break; //跳出该switch语句 case WM_KEYDOWN: // 若是键盘按下消息 if (wParam == VK_ESCAPE) // 如果被按下的键是ESC DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息 break; //跳出该switch语句 case WM_DESTROY: //若是窗口销毁消息 Direct3D_CleanUp(); //调用自定义的资源清理函数Game_CleanUp（）进行退出前的资源清理 PostQuitMessage( 0 ); //向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息 break; //跳出该switch语句 default: //若上述case条件都不符合，则执行该default语句 return DefWindowProc( hwnd, message, wParam, lParam ); //调用缺省的窗口过程 } return 0; //正常退出 } //-----------------------------------【Direct3D_Init( )函数】-------------------------------------- // 描述：Direct3D初始化函数，进行Direct3D的初始化 //------------------------------------------------------------------------------------------------ HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd) { //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之一，创接口】：创建Direct3D接口对象, 以便用该Direct3D对象创建Direct3D设备对象 //-------------------------------------------------------------------------------------- LPDIRECT3D9 pD3D = NULL; //Direct3D接口对象的创建 if( NULL == ( pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) ) //初始化Direct3D接口对象，并进行DirectX版本协商 return E_FAIL; //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之二,取信息】：获取硬件设备信息 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DCAPS9 caps; int vp = 0; if( FAILED( pD3D->GetDeviceCaps( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps ) ) ) { return E_FAIL; } if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT ) vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING; //支持硬件顶点运算，我们就采用硬件顶点运算，妥妥的 else vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING; //不支持硬件顶点运算，无奈只好采用软件顶点运算 //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之三，填内容】：填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构体 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp; ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp)); d3dpp.BackBufferWidth = WINDOW_WIDTH; d3dpp.BackBufferHeight = WINDOW_HEIGHT; d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8; d3dpp.BackBufferCount = 1; d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE; d3dpp.MultiSampleQuality = 0; d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD; d3dpp.hDeviceWindow = hwnd; d3dpp.Windowed = true; d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true; d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D24S8; d3dpp.Flags = 0; d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = 0; d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE; //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之四，创设备】：创建Direct3D设备接口 //-------------------------------------------------------------------------------------- if(FAILED(pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hwnd, vp, &d3dpp, &g_pd3dDevice))) return E_FAIL; SAFE_RELEASE(pD3D) //LPDIRECT3D9接口对象的使命完成，我们将其释放掉 if(!(S_OK==Objects_Init(hwnd))) return E_FAIL; //调用一次Objects_Init，进行渲染资源的初始化 return S_OK; } //-----------------------------------【Object_Init( )函数】-------------------------------------- // 描述：渲染资源初始化函数，在此函数中进行要被渲染的物体的资源的初始化 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- HRESULT Objects_Init(HWND hwnd) { //创建字体 if(FAILED(D3DXCreateFont(g_pd3dDevice, 36, 0, 0, 1, false, DEFAULT_CHARSET, OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, 0, _T("微软雅黑"), &g_pFont))) return E_FAIL; srand(timeGetTime()); //用系统时间初始化随机种子 // 物体的创建 if(FAILED(D3DXCreateBox(g_pd3dDevice, 2, 2, 2, &g_cube, NULL))) //立方体的创建 return false; if(FAILED(D3DXCreateTeapot(g_pd3dDevice, &g_teapot, NULL))) //茶壶的创建 return false; if(FAILED(D3DXCreateSphere(g_pd3dDevice, 1.5, 25, 25, //球面体的创建 &g_sphere, NULL))) return false; if(FAILED(D3DXCreateTorus(g_pd3dDevice, 0.5f, 1.2f, 25, 25, //圆环体的创建 &g_torus, NULL))) return false; // 设置渲染状态 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE); //关闭光照 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW); //开启背面消隐 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE,D3DFILL_WIREFRAME); //设置线框填充模式 return S_OK; } //-----------------------------------【Matrix_Set( )函数】-------------------------------------- // 描述：封装了Direct3D四大变换的函数，即世界变换，取景变换，投影变换，视口变换的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- VOID Matrix_Set() { //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之一】：世界变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之二】：取景变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DXMATRIX matView; //定义一个矩阵 D3DXVECTOR3 vEye(0.0f, 0.0f, -15.0f); //摄像机的位置 D3DXVECTOR3 vAt(0.0f, 0.0f, 0.0f); //观察点的位置 D3DXVECTOR3 vUp(0.0f, 1.0f, 0.0f);//向上的向量 D3DXMatrixLookAtLH(&matView, &vEye, &vAt, &vUp); //计算出取景变换矩阵 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView); //应用取景变换矩阵 //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之三】：投影变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DXMATRIX matProj; //定义一个矩阵 D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&matProj, D3DX_PI / 4.0f, 1.0f, 1.0f, 1000.0f); //计算投影变换矩阵 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj); //设置投影变换矩阵 //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之四】：视口变换的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DVIEWPORT9 vp; //实例化一个D3DVIEWPORT9结构体，然后做填空题给各个参数赋值就可以了 vp.X = 0; //表示视口相对于窗口的X坐标 vp.Y = 0; //视口相对对窗口的Y坐标 vp.Width = WINDOW_WIDTH; //视口的宽度 vp.Height = WINDOW_HEIGHT; //视口的高度 vp.MinZ = 0.0f; //视口在深度缓存中的最小深度值 vp.MaxZ = 1.0f; //视口在深度缓存中的最大深度值 g_pd3dDevice->SetViewport(&vp); //视口的设置 } //-----------------------------------【Direct3D_Render( )函数】------------------------------- // 描述：使用Direct3D进行渲染 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- void Direct3D_Render(HWND hwnd) { //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之一】：清屏操作 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(0, 0, 0), 1.0f, 0); //定义一个矩形，用于获取主窗口矩形 RECT formatRect; GetClientRect(hwnd, &formatRect); //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之二】：开始绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->BeginScene(); // 开始绘制 Matrix_Set();//调用封装了四大变换的函数，对Direct3D世界变换，取景变换，投影变换，视口变换进行设置 // 获取键盘消息并给予设置相应的填充模式 if (GetAsyncKeyState(0x31) & 0x8000f) // 若数字键1被按下，进行实体填充 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE,D3DFILL_SOLID); if (GetAsyncKeyState(0x32) & 0x8000f) // 若数字键2被按下，进行线框填充 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE,D3DFILL_WIREFRAME); D3DXMatrixRotationY(&R, timeGetTime() / 1440.0f); //设置公转的矩阵 // 进行立方体的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[0], 3.0f, -3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[0] = g_WorldMatrix[0]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[0]); g_cube->DrawSubset(0); //进行茶壶的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[1], -3.0f, -3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[1] = g_WorldMatrix[1]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[1]); g_teapot->DrawSubset(0); // 进行圆环的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[2], 3.0f, 3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[2] = g_WorldMatrix[2]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[2]); g_torus->DrawSubset(0); // 进行球面体的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[3], -3.0f, 3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[3] = g_WorldMatrix[3]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[3]); g_sphere->DrawSubset(0); //在窗口右上角处，显示每秒帧数 int charCount = swprintf_s(g_strFPS, 20, _T("FPS:%0.3f"), Get_FPS() ); g_pFont->DrawText(NULL, g_strFPS, charCount , &formatRect, DT_TOP | DT_RIGHT, D3DCOLOR_XRGB(255,39,136)); //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之四】：结束绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->EndScene(); // 结束绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之五】：显示翻转 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL); // 翻转与显示 } //-----------------------------------【Get_FPS( )函数】------------------------------------------ // 描述：用于计算每秒帧速率的一个函数 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- float Get_FPS() { //定义四个静态变量 static float fps = 0; //我们需要计算的FPS值 static int frameCount = 0;//帧数 static float currentTime =0.0f;//当前时间 static float lastTime = 0.0f;//持续时间 frameCount++;//每调用一次Get_FPS()函数，帧数自增1 currentTime = timeGetTime()*0.001f;//获取系统时间，其中timeGetTime函数返回的是以毫秒为单位的系统时间，所以需要乘以0.001，得到单位为秒的时间 //如果当前时间减去持续时间大于了1秒钟，就进行一次FPS的计算和持续时间的更新，并将帧数值清零 if(currentTime - lastTime > 1.0f) //将时间控制在1秒钟 { fps = (float)frameCount /(currentTime - lastTime);//计算这1秒钟的FPS值 lastTime = currentTime; //将当前时间currentTime赋给持续时间lastTime，作为下一秒的基准时间 frameCount = 0;//将本次帧数frameCount值清零 } return fps; } //-----------------------------------【Direct3D_CleanUp( )函数】-------------------------------- // 描述：资源清理函数，在此函数中进行程序退出前资源的清理工作 //--------------------------------------------------------------------------------------------------- void Direct3D_CleanUp() { //释放COM接口对象 SAFE_RELEASE(g_torus) SAFE_RELEASE(g_sphere) SAFE_RELEASE(g_cube) SAFE_RELEASE(g_teapot) SAFE_RELEASE(g_pFont) SAFE_RELEASE(g_pd3dDevice) }
注：
g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE): 这句话的作用是关掉这种需要通过光的反射才能看到物体的自然界现象，如果不关的话，需要我们自己添加对应的光源和材质。
g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW): 开启背面消隐，在一个3-D引擎中,一个面的背面一般是不会被绘制的,所以它在渲染过程中就被跳过了，这被称为背面消隐。
D3DXMatrixTranslation函数：用于矩阵的平移操作，创造一个相对于原点(0,0,0)有偏移量的矩阵。
制作出镜头旋转的方法: 首先用D3DXMatrixRotationY方法制作一个根据系统时间绕Y轴旋转的矩阵R：
D3DXMatrixRotationY(&R, timeGetTime() / 1440.0f); //设置公转的矩阵
然后在设置好物体的世界矩阵坐标后，右乘R就，再把结果矩阵设置为当前的世界矩阵就可以了:
// 进行立方体的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[0], 3.0f, -3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[0] = g_WorldMatrix[0]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[0]); g_cube->DrawSubset(0);
示例程序2，代码实现光照和材质：
#include <d3d9.h> #include <d3dx9.h> #include <tchar.h> #pragma comment(lib,"d3d9.lib") #pragma comment(lib,"d3dx9.lib") #define WINDOW_WIDTH 800 //为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度 #define WINDOW_HEIGHT 600 //为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度 #define WINDOW_TITLE L"【致我们永不熄灭的游戏开发梦想】绘制真实质感的三维世界：光照与材质 示例程序" //为窗口标题定义的宏 #define SAFE_RELEASE(p) { if(p) { (p)->Release(); (p)=NULL; } } //定义一个安全释放宏，便于后面COM接口指针的释放 LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; //Direct3D设备对象 ID3DXFont* g_pFont=NULL; //字体COM接口 float g_FPS = 0.0f; //一个浮点型的变量，代表帧速率 wchar_t g_strFPS[50]; //包含帧速率的字符数组 LPD3DXMESH g_teapot = NULL; //茶壶对象 LPD3DXMESH g_cube = NULL; //立方体（盒子）对象 LPD3DXMESH g_sphere = NULL; //球面体对象 LPD3DXMESH g_torus = NULL; //圆环对象 D3DXMATRIX g_WorldMatrix[4],R; //定义一些全局的世界矩阵 //-----------------------------------【全局函数声明部分】------------------------------------- // 描述：全局函数声明，防止“未声明的标识”系列错误 //------------------------------------------------------------------------------------------------ LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam );//窗口过程函数 HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D的初始化 HRESULT Objects_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行要绘制的物体的资源初始化 VOID Direct3D_Render(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D渲染代码的书写 VOID Direct3D_CleanUp( ); //在这个函数中清理COM资源以及其他资源 float Get_FPS(); //计算帧数的函数 VOID Matrix_Set(); //封装了四大变换的函数 void Light_Set(LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, UINT nType); //封装了光照的函数 //-----------------------------------【WinMain( )函数】-------------------------------------- // 描述：Windows应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始 //------------------------------------------------------------------------------------------------ int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd) { //【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类 WNDCLASSEX wndClass = { 0 }; //用WINDCLASSEX定义了一个窗口类 wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ; //设置结构体的字节数大小 wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; //设置窗口的样式 wndClass.lpfnWndProc = WndProc; //设置指向窗口过程函数的指针 wndClass.cbClsExtra = 0; //窗口类的附加内存，取0就可以了 wndClass.cbWndExtra = 0; //窗口的附加内存，依然取0就行了 wndClass.hInstance = hInstance; //指定包含窗口过程的程序的实例句柄。 wndClass.hIcon=(HICON)::LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,0,0,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE); //本地加载自定义ico图标 wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); //指定窗口类的光标句柄。 wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); //为hbrBackground成员指定一个白色画刷句柄 wndClass.lpszMenuName = NULL; //用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。 wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop"; //用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。 //【2】窗口创建四步曲之二：注册窗口类 if( !RegisterClassEx( &wndClass ) ) //设计完窗口后，需要对窗口类进行注册，这样才能创建该类型的窗口 return -1; //【3】窗口创建四步曲之三：正式创建窗口 HWND hwnd = CreateWindow( L"ForTheDreamOfGameDevelop",WINDOW_TITLE, //喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindow WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL ); //Direct3D资源的初始化，调用失败用messagebox予以显示 if (!(S_OK==Direct3D_Init (hwnd))) { MessageBox(hwnd, _T("Direct3D初始化失败~！"), _T("消息窗口"), 0); //使用MessageBox函数，创建一个消息窗口 } //【4】窗口创建四步曲之四：窗口的移动、显示与更新 MoveWindow(hwnd,250,80,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,true); //调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处 ShowWindow( hwnd, nShowCmd ); //调用ShowWindow函数来显示窗口 UpdateWindow(hwnd); //对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样 //【5】消息循环过程 MSG msg = { 0 }; //初始化msg while( msg.message != WM_QUIT ) //使用while循环 { if( PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) ) //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。 { TranslateMessage( &msg ); //将虚拟键消息转换为字符消息 DispatchMessage( &msg ); //该函数分发一个消息给窗口程序。 } else { Direct3D_Render(hwnd); //进行渲染 } } //【6】窗口类的注销 UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance); //程序准备结束，注销窗口类 return 0; } //-----------------------------------【WndProc( )函数】-------------------------------------- // 描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理 //------------------------------------------------------------------------------------------------ LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) { switch( message ) //switch语句开始 { case WM_PAINT: // 若是客户区重绘消息 Direct3D_Render(hwnd); //调用Direct3D渲染函数 ValidateRect(hwnd, NULL); // 更新客户区的显示 break; //跳出该switch语句 case WM_KEYDOWN: // 若是键盘按下消息 if (wParam == VK_ESCAPE) // 如果被按下的键是ESC DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息 break; //跳出该switch语句 case WM_DESTROY: //若是窗口销毁消息 Direct3D_CleanUp(); //调用自定义的资源清理函数Game_CleanUp（）进行退出前的资源清理 PostQuitMessage( 0 ); //向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息 break; //跳出该switch语句 default: //若上述case条件都不符合，则执行该default语句 return DefWindowProc( hwnd, message, wParam, lParam ); //调用缺省的窗口过程 } return 0; //正常退出 } //-----------------------------------【Direct3D_Init( )函数】-------------------------------------- // 描述：Direct3D初始化函数，进行Direct3D的初始化 //------------------------------------------------------------------------------------------------ HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd) { //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之一，创接口】：创建Direct3D接口对象, 以便用该Direct3D对象创建Direct3D设备对象 //-------------------------------------------------------------------------------------- LPDIRECT3D9 pD3D = NULL; //Direct3D接口对象的创建 if( NULL == ( pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) ) //初始化Direct3D接口对象，并进行DirectX版本协商 return E_FAIL; //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之二,取信息】：获取硬件设备信息 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DCAPS9 caps; int vp = 0; if( FAILED( pD3D->GetDeviceCaps( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps ) ) ) { return E_FAIL; } if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT ) vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING; //支持硬件顶点运算，我们就采用硬件顶点运算，妥妥的 else vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING; //不支持硬件顶点运算，无奈只好采用软件顶点运算 //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之三，填内容】：填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构体 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp; ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp)); d3dpp.BackBufferWidth = WINDOW_WIDTH; d3dpp.BackBufferHeight = WINDOW_HEIGHT; d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8; d3dpp.BackBufferCount = 1; d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE; d3dpp.MultiSampleQuality = 0; d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD; d3dpp.hDeviceWindow = hwnd; d3dpp.Windowed = true; d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true; d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D24S8; d3dpp.Flags = 0; d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = 0; d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE; //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之四，创设备】：创建Direct3D设备接口 //-------------------------------------------------------------------------------------- if(FAILED(pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hwnd, vp, &d3dpp, &g_pd3dDevice))) return E_FAIL; SAFE_RELEASE(pD3D) //LPDIRECT3D9接口对象的使命完成，我们将其释放掉 if(!(S_OK==Objects_Init(hwnd))) return E_FAIL; //调用一次Objects_Init，进行渲染资源的初始化 return S_OK; } //-----------------------------------【Object_Init( )函数】-------------------------------------- // 描述：渲染资源初始化函数，在此函数中进行要被渲染的物体的资源的初始化 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- HRESULT Objects_Init(HWND hwnd) { //创建字体 if(FAILED(D3DXCreateFont(g_pd3dDevice, 36, 0, 0, 1, false, DEFAULT_CHARSET, OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, 0, _T("微软雅黑"), &g_pFont))) return E_FAIL; srand(timeGetTime()); //用系统时间初始化随机种子 // 物体的创建 if(FAILED(D3DXCreateBox(g_pd3dDevice, 2, 2, 2, &g_cube, NULL))) //立方体的创建 return false; if(FAILED(D3DXCreateTeapot(g_pd3dDevice, &g_teapot, NULL))) //茶壶的创建 return false; if(FAILED(D3DXCreateSphere(g_pd3dDevice, 1.5, 25, 25, //球面体的创建 &g_sphere, NULL))) return false; if(FAILED(D3DXCreateTorus(g_pd3dDevice, 0.5f, 1.2f, 25, 25, //圆环体的创建 &g_torus, NULL))) return false; // 设置材质 D3DMATERIAL9 mtrl; ::ZeroMemory(&mtrl, sizeof(mtrl)); mtrl.Ambient = D3DXCOLOR(0.5f, 0.5f, 0.7f, 1.0f); mtrl.Diffuse = D3DXCOLOR(0.6f, 0.6f, 0.6f, 1.0f); mtrl.Specular = D3DXCOLOR(0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f); mtrl.Emissive = D3DXCOLOR(0.3f, 0.0f, 0.1f, 1.0f); g_pd3dDevice->SetMaterial(&mtrl); // 设置光照 Light_Set(g_pd3dDevice, 1); g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, true); g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_NORMALIZENORMALS, true); g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_SPECULARENABLE, true); g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW); //开启背面消隐 return S_OK; } //-----------------------------------【Light_Set( )函数】----------------------------- // Desc: 封装了3种光源类型的函数，可以根据第二个参数选择光源类型 //-------------------------------------------------------------------------------------- VOID Light_Set(LPDIRECT3DDEVICE9 pd3dDevice, UINT nType) { //定义一个光照类型并初始化 static D3DLIGHT9 light; ::ZeroMemory(&light, sizeof(light)); //一个switch，给3种光源选项 switch (nType) { case 1: //点光源 light.Type = D3DLIGHT_POINT; light.Ambient = D3DXCOLOR(0.6f, 0.6f, 0.6f, 1.0f); light.Diffuse = D3DXCOLOR(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); light.Specular = D3DXCOLOR(0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); light.Position = D3DXVECTOR3(0.0f, 200.0f, 0.0f); light.Attenuation0 = 1.0f; light.Attenuation1 = 0.0f; light.Attenuation2 = 0.0f; light.Range = 300.0f; break; case 2: //平行光 light.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL; light.Ambient = D3DXCOLOR(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f); light.Diffuse = D3DXCOLOR(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); light.Specular = D3DXCOLOR(0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); light.Direction = D3DXVECTOR3(1.0f, 0.0f, 0.0f); break; case 3: //聚光灯 light.Type = D3DLIGHT_SPOT; light.Position = D3DXVECTOR3(100.0f, 100.0f, 100.0f); light.Direction = D3DXVECTOR3(-1.0f, -1.0f, -1.0f); light.Ambient = D3DXCOLOR(0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); light.Diffuse = D3DXCOLOR(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); light.Specular = D3DXCOLOR(0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f); light.Attenuation0 = 1.0f; light.Attenuation1 = 0.0f; light.Attenuation2 = 0.0f; light.Range = 300.0f; light.Falloff = 0.1f; light.Phi = D3DX_PI / 3.0f; light.Theta = D3DX_PI / 6.0f; break; } pd3dDevice->SetLight(0, &light); //设置光源 pd3dDevice->LightEnable(0, true);//启用光照 pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_AMBIENT, D3DCOLOR_XRGB(36, 36, 36)); //设置一下环境光 } //-----------------------------------【Matrix_Set( )函数】-------------------------------------- // 描述：封装了Direct3D四大变换的函数，即世界变换，取景变换，投影变换，视口变换的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- VOID Matrix_Set() { //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之一】：世界变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之二】：取景变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DXMATRIX matView; //定义一个矩阵 D3DXVECTOR3 vEye(0.0f, 0.0f, -15.0f); //摄像机的位置 D3DXVECTOR3 vAt(0.0f, 0.0f, 0.0f); //观察点的位置 D3DXVECTOR3 vUp(0.0f, 1.0f, 0.0f);//向上的向量 D3DXMatrixLookAtLH(&matView, &vEye, &vAt, &vUp); //计算出取景变换矩阵 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView); //应用取景变换矩阵 //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之三】：投影变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DXMATRIX matProj; //定义一个矩阵 D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&matProj, D3DX_PI / 4.0f, 1.0f, 1.0f, 1000.0f); //计算投影变换矩阵 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj); //设置投影变换矩阵 //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之四】：视口变换的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DVIEWPORT9 vp; //实例化一个D3DVIEWPORT9结构体，然后做填空题给各个参数赋值就可以了 vp.X = 0; //表示视口相对于窗口的X坐标 vp.Y = 0; //视口相对对窗口的Y坐标 vp.Width = WINDOW_WIDTH; //视口的宽度 vp.Height = WINDOW_HEIGHT; //视口的高度 vp.MinZ = 0.0f; //视口在深度缓存中的最小深度值 vp.MaxZ = 1.0f; //视口在深度缓存中的最大深度值 g_pd3dDevice->SetViewport(&vp); //视口的设置 } //-----------------------------------【Direct3D_Render( )函数】------------------------------- // 描述：使用Direct3D进行渲染 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- void Direct3D_Render(HWND hwnd) { //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之一】：清屏操作 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(0, 0, 0), 1.0f, 0); //定义一个矩形，用于获取主窗口矩形 RECT formatRect; GetClientRect(hwnd, &formatRect); //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之二】：开始绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->BeginScene(); // 开始绘制 Matrix_Set();//调用封装了四大变换的函数，对Direct3D世界变换，取景变换，投影变换，视口变换进行设置 // 根据键盘按下的情况设置相应的填充模式 if (GetAsyncKeyState(0x31) & 0x8000f) // 若数字键1被按下，进行实体填充 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE,D3DFILL_SOLID); if (GetAsyncKeyState(0x32) & 0x8000f) // 若数字键2被按下，进行线框填充 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE,D3DFILL_WIREFRAME); // 根据键盘按下的情况设置相应的光照类型 if (GetAsyncKeyState(0x51) & 0x8000f) // 若键盘上的按键Q被按下,光源类型设为点光源 Light_Set(g_pd3dDevice, 1); if (GetAsyncKeyState(0x57) & 0x8000f) // 若键盘上的按键W被按下，光源类型设为平行光源 Light_Set(g_pd3dDevice, 2); if (GetAsyncKeyState(0x45) & 0x8000f) // 若键盘上的按键E被按下，光源类型设为聚光灯 Light_Set(g_pd3dDevice, 3); //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之三】：正式绘制，利用顶点缓存绘制图形 //-------------------------------------------------------------------------------------- //物体的公转 D3DXMatrixRotationY(&R, ::timeGetTime() / 1440.0f); // 进行立方体的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[0], 3.0f, -3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[0] = g_WorldMatrix[0]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[0]); g_cube->DrawSubset(0); //进行茶壶的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[1], -3.0f, -3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[1] = g_WorldMatrix[1]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[1]); g_teapot->DrawSubset(0); // 进行圆环的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[2], 3.0f, 3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[2] = g_WorldMatrix[2]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[2]); g_torus->DrawSubset(0); // 进行球面体的绘制 D3DXMatrixTranslation(&g_WorldMatrix[3], -3.0f, 3.0f, 0.0f); g_WorldMatrix[3] = g_WorldMatrix[3]*R; g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &g_WorldMatrix[3]); g_sphere->DrawSubset(0); //在窗口右上角处，显示每秒帧数 int charCount = swprintf_s(g_strFPS, 20, _T("FPS:%0.3f"), Get_FPS() ); g_pFont->DrawText(NULL, g_strFPS, charCount , &formatRect, DT_TOP | DT_RIGHT, D3DCOLOR_XRGB(255,39,136)); //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之四】：结束绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->EndScene(); // 结束绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之五】：显示翻转 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL); // 翻转与显示 } //-----------------------------------【Get_FPS( )函数】------------------------------------------ // 描述：用于计算每秒帧速率的一个函数 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- float Get_FPS() { //定义四个静态变量 static float fps = 0; //我们需要计算的FPS值 static int frameCount = 0;//帧数 static float currentTime =0.0f;//当前时间 static float lastTime = 0.0f;//持续时间 frameCount++;//每调用一次Get_FPS()函数，帧数自增1 currentTime = timeGetTime()*0.001f;//获取系统时间，其中timeGetTime函数返回的是以毫秒为单位的系统时间，所以需要乘以0.001，得到单位为秒的时间 //如果当前时间减去持续时间大于了1秒钟，就进行一次FPS的计算和持续时间的更新，并将帧数值清零 if(currentTime - lastTime > 1.0f) //将时间控制在1秒钟 { fps = (float)frameCount /(currentTime - lastTime);//计算这1秒钟的FPS值 lastTime = currentTime; //将当前时间currentTime赋给持续时间lastTime，作为下一秒的基准时间 frameCount = 0;//将本次帧数frameCount值清零 } return fps; } //-----------------------------------【Direct3D_CleanUp( )函数】-------------------------------- // 描述：资源清理函数，在此函数中进行程序退出前资源的清理工作 //--------------------------------------------------------------------------------------------------- void Direct3D_CleanUp() { //释放COM接口对象 SAFE_RELEASE(g_torus) SAFE_RELEASE(g_sphere) SAFE_RELEASE(g_cube) SAFE_RELEASE(g_teapot) SAFE_RELEASE(g_pFont) SAFE_RELEASE(g_pd3dDevice) }
注：函数名或变量名前面有::，但是没有类名，说明这个是全局变量或公共函数，并且不属于任何命名空间
参考博客：
【Visual C++】游戏开发笔记三十八 浅墨DirectX提高班之六 携手迈向三维世界：四大变换展身手
【Visual C++】游戏开发笔记三十九 浅墨DirectX教程之七 他山之石：几种几何体的快捷绘制法
【Visual C++】游戏开发笔记四十 浅墨DirectX教程之八 绘制真实质感的三维世界：光照与材质专场
