我的Direct3D之路2：学习第一个三角形绘制程序以及一些注意点

打开\Samples\C++\Direct3D\Tutorials\Tut02_Vertices路径下的工程，这就是微软给的官方绘图教程。

一、窗口主程序

程序有点乱，先看窗口主程序

INT WINAPI wWinMain( HINSTANCE hInst, HINSTANCE, LPWSTR, INT )
{
    UNREFERENCED_PARAMETER( hInst );

    //注册一个窗口类
    WNDCLASSEX wc =
    {
        sizeof( WNDCLASSEX ), CS_CLASSDC, MsgProc, 0L, 0L,
        GetModuleHandle( NULL ), NULL, NULL, NULL, NULL,
        L"D3D Tutorial", NULL
    };
    RegisterClassEx( &wc );

    // 创建一个应用程序窗口
    HWND hWnd = CreateWindow( L"D3D Tutorial", L"D3D Tutorial 02: Vertices",
                              WS_OVERLAPPEDWINDOW, 100, 100, 300, 300,
                              NULL, NULL, wc.hInstance, NULL );

    // 初始化Direct3D
    if( SUCCEEDED( InitD3D( hWnd ) ) )
    {
        // 创建顶点缓冲
        if( SUCCEEDED( InitVB() ) )
        {
            // 显示窗口
            ShowWindow( hWnd, SW_SHOWDEFAULT );
            UpdateWindow( hWnd );

            // 进入Message循环
            MSG msg;
            ZeroMemory( &msg, sizeof( msg ) );
            while( msg.message != WM_QUIT )
            {
                if( PeekMessage( &msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE ) )
                {
                    TranslateMessage( &msg );
                    DispatchMessage( &msg );
                }
                else
                    Render();
            }
        }
    }

    UnregisterClass( L"D3D Tutorial", wc.hInstance );
    return 0;
}

参数多的眼花缭乱，但都不是重要的，跟着注释走知道在干嘛就行了

大概分为五步：
1.窗口创建
2.初始化D3D设备
3.创建顶点缓存
4.显示窗口
5.进入Message循环（在Message循环里面执行渲染）

其中我觉得比较重要需要注意的是

HWND hWnd = CreateWindow( L"D3D Tutorial", L"D3D Tutorial 02: Vertices",WS_OVERLAPPEDWINDOW, 100, 100, 300, 300,NULL, NULL, wc.hInstance, NULL );

这个函数里的100，100，300，300的意思是指从屏幕坐标的100，100开始创建一个300，300大小的窗口

如果改成CreateWindow( L"D3D Tutorial", L"D3D Tutorial 02: Vertices",WS_OVERLAPPEDWINDOW,200, 200, 600, 600,NULL, NULL, wc.hInstance, NULL );

窗口就会这样显示

还有消息循环，windows通过这种循环让窗口能随时被缩放移动等，我们的渲染函数写在这里

二、D3D的初始化

HRESULT InitD3D( HWND hWnd )
{
    // 创建D3D物体
    if( NULL == ( g_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) )
        return E_FAIL;

    // 建立一个结构体用于D3D设备的创建
    D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
    ZeroMemory( &d3dpp, sizeof( d3dpp ) );
    d3dpp.Windowed = TRUE;
    d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN;

    // 创建D3D设备
    if( FAILED( g_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
                                      D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
                                      &d3dpp, &g_pd3dDevice ) ) )
    {
        return E_FAIL;
    }

    return S_OK;
}

需要注意的是d3dpp.Windowed属性决定了是否是窗口模式，d3dpp.SwapEffect属性上一章详细介绍过，不说了，具体链接如下：

Direct3D补充篇：表面缓冲区技术实现动画的流畅显示

d3dpp.BackBufferFormat属性是后缓冲区的格式，一般窗口模式可用D3DFMT_UNKNOWN，全屏模式是CheckDeviceType的返回值

创建D3D设备的函数
HRESULT  CreateDevice( 
UINT     Adapter,             //显卡序列号
D3DDEVTYPE       DeviceType,           //D3D设备类型
HWND     hFocusWindow,                 //所属窗口句柄
DWORD BehaviorFlags, //设备进行3D运算方式
D3DPRESENT_PARAMETERS        *pPresentationParameters,  //用于存储D3D设备相关信息的指针
 IDirect3DDevice9 **        ppReturnedDeviceInterface  //返回D3D设备接口指针的地址
);
而我们创建CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, 

                                               D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
                                               D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
                                               &d3dpp, &g_pd3dDevice )
其中D3DADAPTER_DEFAULT是指默认的显卡（如果你的是双显卡的电脑，就要看一看这个属性了）

D3DDEVTYPE_HAL和D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING组合可以实现不同的处理方式：
D3DDEVTYPE_HAL和D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING组合：完全交由GPU处理
D3DDEVTYPE_HAL和D3DCREATE_MIXED_VERTEXPROCESSING组合：顶点处理可由CPU或者GPU来做，其他是GPU
D3DDEVTYPE_HAL和D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING组合：顶点处理由CPU，其他由GPU来处理
D3DDEVTYPE_REF和D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING组合：完全由CPU来做，这个很慢

三、创建顶点缓存

在执行这个函数之前，我们在全局变量里面定义了一个结构体

// 自定义顶点类型的结构体
struct CUSTOMVERTEX
{
    FLOAT x, y, z, rhw; // 顶点的位置
    DWORD color;        // 顶点的颜色
};

可是D3D不知道这个结构体中的这些数据记录了什么，我们要指定一种格式让D3D能识别这个结构体

// 自定义的FVF
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE)

这是一种灵活顶点格式 （ Flexible Vertex Format ）FVF
FVF的格式可以是以下类型的组合
D3DFVF_XYZ包含未经转换的顶点坐标
D3DFVF_XYZRHW包含经过转换的顶点坐标
D3DFVF_XYZW包含经过转换和裁剪的顶点坐标
D3DFVF_XYZB1………D3DFVF_XYZB5包含用于骨骼动画的顶点和顶点对骨骼的权重信息
D3DFVF_NORMAL包含法线信息
D3DFVF_PSIZE顶点信息指明绘制点的大小
D3DFVF_DIFFUSE包含漫反射的信息
D3DFVF_SPECULAR包含镜面反射的信息
D3DFVF_TEX0………D3DFVF_TEX8包含0-8个纹理坐标信息

所以现在我们指定位置1为D3DFVF_XYZRHW包含经过转换的顶点坐标，位置2为D3DFVF_DIFFUSE包含漫反射的信息（这个在这里就是颜色）

HRESULT InitVB()//初始化顶点缓存
{
    //为了渲染一个三角形，我们需要初始化三个顶点
    CUSTOMVERTEX vertices[] =
    {
        { 150.0f,  50.0f, 0.5f, 1.0f, 0xffff0000, }, // x，y，z为坐标，rhw为，后面表示颜色
        { 250.0f, 250.0f, 0.5f, 1.0f, 0xff00ff00, },
        {  50.0f, 250.0f, 0.5f, 1.0f, 0xff00ffff, },
    };
	//创建顶点缓冲，我们从默认缓冲池中分配足够的内存，存储3个顶点，指定了FVF格式，所以顶点缓冲知道包含的数据
    if( FAILED( g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer( 3 * sizeof( CUSTOMVERTEX ),
                                                  0, D3DFVF_CUSTOMVERTEX,
                                                  D3DPOOL_DEFAULT, &g_pVB, NULL ) ) )
    {
        return E_FAIL;
    }

    // Now we fill the vertex buffer. To do this, we need to Lock() the VB to
    // gain access to the vertices. This mechanism is required becuase vertex
    // buffers may be in device memory.
	//填充缓冲区，先Lock，在填充最后Unlock（这个过程是必需的）
    VOID* pVertices;
    if( FAILED( g_pVB->Lock( 0, sizeof( vertices ), ( void** )&pVertices, 0 ) ) )
        return E_FAIL;
    memcpy( pVertices, vertices, sizeof( vertices ) );
    g_pVB->Unlock();

    return S_OK;
}

D3DFVF_XYZRHW和D3DFVF_XYZ的区别我们要搞懂
在顶点结构体中没有RHW时，Direct3D将执行视、投影、世界等变换以及进行光线计算，之后你才能在窗口中得到你所绘制的物体。当顶点结构体中有RHW时，告知Direct3D使用的顶点已经在屏幕坐标系中了，不再执行视图、投影、世界等变换和光线计算，因为D3DFVF_XYZRHW标志告诉它顶点已经经过了这些处理，并直接将顶点进行光栅操作，任何用SetTransform进行的转换都对其无效。不过这时的原点就在客户区的左上角了，其中x向右为正，y向下为正，而z的意义已经变为z-buffer的象素深度。
为D3DFVF_XYZ时，没有经过变换，原点在窗口中心，为D3DFVF_XYZRHW时，经过了变换，左上角的屏幕坐标为原点
然后我们再用这个结构体创建三个顶点。

四、渲染函数

VOID Render()
{
    //清除背景的缓冲
    g_pd3dDevice->Clear( 0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB( 0, 0, 255 ), 1.0f, 0 );

    // 开始绘制场景
    if( SUCCEEDED( g_pd3dDevice->BeginScene() ) )
    {
		//用顶点缓冲来绘制三角形。这分为几个步骤。我们需要把顶点数据传给一个流，所以一开始我们需要确定流的来源，就是我们的顶点缓冲。
		//然后我们需要让D3D知道顶点的格式
		//最后用DrawPrimitive来做绘制
        g_pd3dDevice->SetStreamSource( 0, g_pVB, 0, sizeof( CUSTOMVERTEX ) );
        g_pd3dDevice->SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );
        g_pd3dDevice->DrawPrimitive( D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 1 );

        // 结束绘制场景
        g_pd3dDevice->EndScene();
    }

    // 交换后台缓存和前台缓存，并提交到渲染管道，将后台缓存内容渲染出来
    g_pd3dDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL );
}

分为三步：
1.刷新背景缓存
2.开始绘制
3.交换后台缓存和前台缓存

在我们刷新背景的时候可以定义背景的颜色D3DCOLOR_XRGB( 0, 0, 255 )，目前是0，0，225为蓝色

DrawPrimitive函数绘制的时候，需要指定图元类型
D3D图元类型是分六种：
点列集合    D3DPT_POINTLIST   一组点的集合
线列集合    D3DPT_LINELIST      一组线段的集合
线带集合    D3DPT_LINESTRIP    首尾相连的线段的集合
三角形列    D3DPT_TRIANGLELIST      一组三角形的集合
三角形带    D3DPT_TRIANGLESTRIP  首尾相连的三角形，有两个顶点重合
三角形扇    D3DPT_TRIANGLEFAN      组成扇形的一组三角形

这里使用了D3DPT_TRIANGLELIST

五、参考文献：

1.关于图元和FVF顶点格式

2.D3D中D3DFVF_XYZ和D3DFVF_XYZRHW的区别

3.D3DPRESENT_PARAMETERS详解

4.IDirect3DDevice9::Present函数