【Directx3D游戏开发】——网格模型（mesh .x）

这次的笔记包含两个内容：1：简单介绍网格模型 和 .x文件；2、优化Mesh模型已取得更高的渲染效率，用Direct3D去加载一个.X文件。

游戏中的场景和角色都非常复杂，想要手工去填充这些模型的每一个顶点几乎是个不可能的事情。一般是用建模工具去完成，然后导出一个程序可以识别的网格模型。最常用的是3DMax，和Maya。

1：.X模型

X格式是微软提供的一种开放的数据存储格式。.X支持自定义模版结构，可以通过它存储自己的任何一种数据，并不一定使我们的模型数据。当然现在要讨论的是.X格式在Direct3D的应用，DirectX的D3DX库提供丰富的支持函数，使得用户可以轻松的使用.X文件。并且.X文件还支持动画。DirectX Viewer 是一个.X文件的查看器，用于查看模型：

 唔之艾瑞莉娅：艾欧尼亚不会灭亡。

.X文件可以用文本格式存储，可以用记事本打开一看究竟，详细参考《Direct3D 游戏看法详解 》,同样可以采用二进制格式存储，并支持自定义文件结构。

2：D3DX库中一些相关接口

a)、ID3DXMesh 派生自ID3DXBaseMesh,包含了网格（Mesh）模型的集合信息，顶点缓存和索引缓存（描述顶点以何种方式组织成三角形）。相关函数：

	//获得顶点缓冲区和索引缓冲区的指针
	HRESULT ID3DXMesh::GetVertexBuffer( LPDIRECT3DVERTEXBUFFER* ppVB ); 
	HRESULT ID3DXMesh::GetIndexBuffer( LPDIRECT3DVERTEXBUFFER* ppVB );
	//锁定缓冲区，一遍进行读写操作
	HRESULT ID3DXMesh::LockVertexBuffer( DWORD Flags, BYTE** ppData );
	HRESULT ID3DXMesh::LockIndexBuffer( DWORD Flags, BYTE** ppData );
	//完成了相应操作，必须解锁
	HRESULT ID3DXMesh::UnlockVertexBuffer();
	HRESULT ID3DXMesh::UnlockIndexBuffer();

	//更多获取几何信息的方法
	DWORD GetFVF(); //返回顶点格式
	DWORD GetNumVertices() //返回顶点缓存中的定点数
	DWORD GetNumBytesPerVertex(); //返回每个顶点所占的字节数
	DWORD GetNumFaces(); //返回网格中（三角形）片面的个数。

3、网格（Mesh）结构

一个网格由一个或多个子集组成。一个子集是网格中一组可用相同属性进行绘制的三角形单元。实行指的是材质，纹理，绘制状态。

为了区分不同子集，给每个子集分配了不同的DWORD类型的ID.这些ID被存放在一个DWORD数组里面，也就是属性缓存。属性缓存的第i行与索引缓存中的第i个三角形单元。

访问索引缓存的接口：

DWORD* buffer = NULL;

Mesh->LockAttributeBuffer( lockFlags, &buffer );//读写操作Mesh->UnlockAttributeBuffer();

4、绘制整个网格（mesh）模型

只需要简单的去遍历绘制每一个子集：DrawSubset( i );

	for(int i = 0; i < numSubsets;i++)
	{
		//设置材质纹理
		Device->SetMaterial( Mtrl[i] );
		Device->SetTexture( 0, textuer[i] );
		Mesh->DrawSubset( i );
	}

5、优化：为了可以更加高效的绘制一个网格，需要对网格中的顶点和索引进行重组。有两个有优化函数，只有微小的区别。

	HRESULT ID3DXMesh::OptimizeInplace
	(
	DWORD Flags, 
	CONST DWORD* pAdjacencyIn,
	DWORD* pAdjacencyOut,
	DWORD* pFaceRemap,
	LPD3DXBUFFER* ppVertexRemap
	);
	HRESULT ID3DXMesh::Optimize(
	DWORD Flags, 
	CONST DWORD* pAdjacencyIn,
	DWORD* pAdjacencyOut,
	DWORD* pFaceRemap,
	LPD3DXBUFFER* ppVertexRemap
	LPD3DXMESH* ppOptMesh
	);

从其中的函数名也可以知道它们之间的差别，OptimizeInplace()就在原Mesh模型上优化，Optimize()是输出一个新的模型，源模型并不会改变。

Flag：优化选项，可以是以下常量的组合

D3DXMESHOPT_COMPACT：从网格中移除那些无用的顶点和索引。

D3DXMESHOPT_ATTSORT：依据属性对个三角形进行排序，并生成一个属性表。这样可使DrawSubset更有效率

D3DXMESHOPT_VERTEXCACHE：提供顶点高速缓存的命中率

D3DXMESHOPT_STRIPORDER：对索引进行重组，以使三角形单元链尽可能长

D3DXMESHOPT_IGNOREVERTS：仅对索引进行优化，忽略顶点。

其中D3DXMESHOPT_VERTEXCACHE不能与D3DXMESHOPT_STRIPORDER同时使用。

pAdjacencyIn：输入的未经优化的链接数组指针

pAdjacencyOut：输出的优化后的链接数组指针，大小为ID3DXMesh::GetNumFaces()*3

6、关于IDXBuffer

这是一个COM接口，一种泛型的数据结构，作用是将数据存储在一个连续的内存块中。相关的两个方法：

LPVOID GetBufferPointer(); 返回缓存中的数据起始指针，需要进行指针类型转换。

DWORD GetBufferSize();返回缓存大小，单位为字节。

7、加载Mesh模型（.x文件）四步曲：

一、重文件中加载数据：

//从文件中加载Mesh模型
	hr = D3DXLoadMeshFromX( XFILE_NAME, D3DXMESH_MANAGED, g_pD3DDevice,
							&pAdjacentBuffer, &pMaterialBuffer,
							0, &numMaterials, &g_pMesh );

二、读取模型材质，纹理信息：

if( pMaterialBuffer != NULL && numMaterials != NULL )
	{
		//获取缓冲区地址
		D3DXMATERIAL* pMaterials = ( D3DXMATERIAL* )pMaterialBuffer->GetBufferPointer();

		//复制材质，和加载纹理
		for(DWORD i = 0;i < numMaterials; i++)
		{
			pMaterials[i].MatD3D.Ambient = pMaterials[i].MatD3D.Diffuse;

			//复制材质用于Render()
			materials.push_back( pMaterials[i].MatD3D );

			//从文件中加载纹理
			if( pMaterials[i].pTextureFilename != NULL)
			{
				IDirect3DTexture9* tex = NULL;
				hr = D3DXCreateTextureFromFileA( g_pD3DDevice, 
												pMaterials[i].pTextureFilename,
												&tex );
				if( FAILED( hr ) )
				{
					MessageBox( 0, L"D3DXCreateTextureFromFile() - FAILED ", 0, MB_OK );
					return E_FAIL;
				}

				textures.push_back( tex );
			}
			else
			{
				//没有材质
				textures.push_back( NULL );
			}
		}
	}

三、优化网格：

//优化Mesh
	hr = g_pMesh->OptimizeInplace(
					D3DXMESHOPT_ATTRSORT |
					D3DXMESHOPT_COMPACT |
					D3DXMESHOPT_VERTEXCACHE,
					(DWORD*)pAdjacentBuffer->GetBufferPointer(),
					0, 0, 0 );

四、设置相关变换（代码略）

这里！！！完整代码

圣斗士也有倒下的时候

但至少他为我们制造了无数经典的回忆

——致科比布莱恩特，希望早日回归