DirectX Effects初探

一个effect包括以下几部分：一个vertex shader和/或一个pixel shader,一个需要设置的设备状态列表，一个或多个渲染管道。此外，设计一个备用机制以使effect能够在不同级别的图形设备上工作也是很有用的-也即对于同一个效果设计不同的版本。

Direct3D将effects放在effect文件中，这样做的好处是，首先它使我们能够随时改变一个effect的实现而不必重新编译程序的源代码，这使得使用effect非常简单，方便。其次它将所有的东西封装到了一个文件里面。

一个effect包含一个或多个techniques，一个technique就是渲染某个effect的用的特定方法，换句话说，一个effect文件提供了渲染同一effect的一种或多种方法。为什么要为同一个effect提供不同的实现呢？因为硬件之间有差别，有些硬件不支持某些effect，所以为了适应不同级别的硬件，需要提供多种不同的实现。比如可以为一个effect提供两个版本的实现，一个用fixed pipeline实现，一个用shader实现，这样支持shader的显卡可以使用shader，不支持shader的显卡可以使用fixed pipeline.

每个techniques都包含一个或多个pass，一个pass封装了设备状态，采样器，和/或shader.

注意：effect不只局限于使用可编程管线，也可以使用固定管线，比如控制设备状态，光照，材质和纹理等。

使用多个pass的原因是某些特定的效果需要对同一个几何图元进行多次渲染，但是需要在不同的设备状态下进行。下面是一段technique和pass的伪代码

 1 // effect.txt
 2 
 3 technique T0
 4 {
 5      // first and only pass for this technique
 6      pass P0
 7      {
 8           [specify pass device states, shaders, samplers, etc.]
 9      }
10 }
11 technique T1
12 {
13      // first pass
14      pass P0
15      {
16           [specify pass device states, shaders, samplers, etc.]
17      }
18      // second pass
19      pass P1
20      {
21           [specify pass device states, shaders, samplers, etc.]
22      }
23 }
24 
25 

effect常用的对象类型

纹理对象

代表一个IDirect3DTexture9对象，使用纹理对象，我们可以把纹理和一个特定的采样阶段直接关联起来，纹理对象有以下数据成员可以关联

type-纹理的类型，2D, 3D

format-纹理的像素格式

width-纹理的宽度，以像素为单位

height-纹理的高度，以像素为单位

depth-纹理的深度（3D volume texture）以像素为单位

注：到目前为止，我们只是使用纹理来存放image数据，但是随着技术的深入，你会发现纹理可以存放任何数据，换句话说，纹理就是数据表，它们不必一定存放image数据，比如在bump mapping中我们使用normal map，这里的纹理包含的就是normal vectors。

采样器对象和采样器状态

使用sampler_state关键字，我们可以直接在effect文件为采样器设置纹理及采样状态，请看下面的例子

 1 Texture Tex;
 2 
 3 sampler SO = sampler_state
 4 {
 5      Texture = (Tex);
 6      MinFilter = LINEAR;
 7      MagFilter = LINEAR;
 8      MipFilter = LINEAR;
 9 };
10 

顶点和像素着色器对象

vertexshader和pixelshader分表代表了顶点着色器和像素着色器对象，vertexshader和pixelshader可以在应用程序中通过ID3DXEffect接口来设置，即ID3DXEffect::SetVertexShader和ID3DXEffect::SetPixelShader，例如，假定Effect是一个ID3DXEffect对象，VS是一个IDirect3DVertexShader9对象，而VSHandle是一个D3DXHANDLE，那么我们可以用下面的方法初始化vertex shader

 Effect->SetVertexShader(VSHandle, VS);

或者，你也可以直接在effect文件中设置vertexshader和pixelshader，如下

 // Define Main:
2 OUTPUT Main(INPUT input){}
3 
4 // Compile Main:
5 pixelshader ps = compile ps_2_0 Main();
6 

然后就可以将shader与pass相关联了

 1 // Define Main:
 2 OUTPUT Main(INPUT input){}
 3 
 4 // Compile Main:
 5 vertexshader vs = compile vs_2_0 Main();
 6 
 7 pass P0
 8 {
 9      // Set 'vs' as the vertex shader for this pass.
10      vertexshader = (vs);
11 
12      
13 }
14 

或者更紧凑一点

 pass P0
2 {
3      // Set the vertex shader whose entry point is "Main()" as the
4      // vertex shader for this pass.
5      vertexshader = compile vs_2_0 Main();
6 
7      
8 }
9 

如果你使用汇编语言编写shader，你也可以使用下面的代码

 vertexshader vs = asm { /*assembly instructions go here */ };
2 pixelshader ps = asm { /*assembly instructions go here */ };
3 

字符串

字符串对象可以像下面这样使用

 string filename = "texName.bmp";

尽管字符串对象并不被HLSL中的任何函数使用，但是它们可以被应用程序读取，这样，我们可以封装effect文件引用的数据文件，比如纹理文件的名字，X文件的名字。

注解-Annotations

注解可以和变量相关联，注解并不被HLSL使用，但是可以被应用程序通过effect framework访问，它们只不过是变量的一个注释而已，注解的语法是<annotation>，下面的代码演示了如何使用annotation

 texture tex0 < string name = "tiger.bmp"; >;

这个例子将一个string变量关联到一个纹理tex0，string变量即纹理文件的名字，显然将一个纹理和它的文件名关联起来是很有好处的

应用程序可以通过下面的方法获取注解

 D3DXHANDLE ID3DXEffect::GetAnnotationByName(
2      D3DXHANDLE hObject,
3      LPCSTR pName
4 );
5 

pName是注解的名字，hobject是注解的包含块的句柄，比如一个technique, pass或structure块，一旦我们取得了注解的句柄，我们就可以通过下面的方法获取它的信息

ID3DXEffect::GetParameterDesc to fill out a D3DXCONSTANT_DESC structure. See the DirectX SDK documentation for details.