DirectX学习笔记--索引缓存绘图
引言：
顶点缓存绘制图形，虽然比较简单，但是简单的图形还好。一个三角形，三个点。但是，比如我们要绘制一个立方体，需要6*2=12个三角形，总共要36个顶点，而实际上表示一个立方体只需要8个顶点就可以了。显然再使用顶点缓存绘图有些划不来，所以就有了索引缓存绘图。
定义：
索引缓存保存的就是一些索引，用于记录顶点缓存中每一个顶点的索引位置。这样，我们在定义顶点的时候，就不需要重复定义那些没有用的顶点坐标了，而是给出有用的顶点坐标，然后根据这些坐标在顶点缓存中的索引值给出顶点值，这样，大大方便了我们绘制图形。
步骤：
注意，索引缓存不是单独存在的，而是和顶点缓存配合使用的。使用索引缓存有以下几个步骤：
（这里只写了索引部分的，但是一定要注意索引是建立在顶点基础上的！顶点和索引都有的例子的在下面整个Demo中）
1.设计顶点格式，这个与顶点缓存一样，例如：
//------------绘制图形步骤1.定义灵活顶点格式
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE)//坐标为经过变换的屏幕坐标，顶点的颜色
//------------根据上面定义的顶点格式，创建一个顶点的结构体
struct stVertex
{
float x, y, z,rhw; //位置坐标
DWORD dwColor; //颜色
};
这里只给出创建索引缓存的代码：
LPDIRECT3DINDEXBUFFER9 g_pIB = NULL;//创建索引缓冲区
g_pDevice->CreateIndexBuffer(
48 * sizeof(WORD), //缓冲区大小
0, //缓冲区属性
D3DFMT_INDEX16, //索引大小，一般采用16位
D3DPOOL_DEFAULT, //存储位置，默认为显卡缓存
&g_pIB, //索引缓冲区指针的指针
NULL //保留参数，NULL即可
);3.填充顶点缓存以及索引缓存。填写的方法还是差不多。填之前要Lock，填完后要UnLock。中间把索引内容拷贝到缓冲区中。
这里只给出填充索引缓存的代码：
//设置索引数组
WORD index[] = {0, 1, 2, 0, 2, 3, 0, 3, 4, 0, 4, 5, 0, 5, 6, 0, 6, 7, 0, 7,
8, 0, 8, 9, 0, 9, 10, 0, 10, 11, 0, 11, 12, 0, 12, 13, 0, 13, 14, 0, 14, 15, 0, 15, 16, 0, 16, 1};
WORD *pIneices = NULL;
//锁缓冲区
g_pIB->Lock(0, 0, (void**)&pIneices, 0);
//拷贝数据
memcpy(pIneices, index, sizeof(index));
//解锁
g_pIB->Unlock();4.绘制图形。绘制部分有几个步骤也是和顶点缓存绘图一样。不同的在于setIndices设置索引缓存与绘制图形的函数
g_pDevice->BeginScene();
//----------绘制图形步骤6.设置数据源，设置灵活顶点格式，绘制图元
//设置数据流来源
g_pDevice->SetStreamSource(
0, //数据流管道号（0-15）
g_pVB, //数据来源
0, //数据流偏移量
sizeof(stVertex) //每个数据的字节数大小
);
//通知系统数据格式，以便解析数据
g_pDevice->SetFVF(D3DFVF_CUSTOMVERTEX);
//设置索引缓存
g_pDevice->SetIndices(g_pIB);
//使用索引缓存绘制图形
g_pDevice->DrawIndexedPrimitive(
D3DPT_TRIANGLELIST, //三角形列
0, //顶点起点，从那个顶点开始做为索引
0, //最小索引值，通常为0
17, //索引顶点的个数
0, //起点索引，从第几个索引处开始绘制图元
16 //图元个数
);
g_pDevice->EndScene();
写了一个完整的Demo，绘制一个16边形：
思路：给出一个中心点，以及外围的16个点，根据三角函数以及半径求得每个点的坐标。如果用顶点缓冲区绘图需要 3 * 16个顶点。而这里我们使用索引缓冲区绘图，只需要定义每个顶点即可。即16 + 1 = 17个顶点。
上Demo:
// D3DDemo.cpp : 定义应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include "D3DDemo.h"
#define MAX_LOADSTRING 100
// 全局变量:
HINSTANCE hInst; // 当前实例
TCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING]; // 标题栏文本
TCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING]; // 主窗口类名
// 此代码模块中包含的函数的前向声明:
HWND g_hWnd;
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
//---------改造3D窗口需要的内容------------
LPDIRECT3D9 g_pD3D = NULL; //D3D接口指针
LPDIRECT3DDEVICE9 g_pDevice = NULL;//D3D设备指针
//------------绘制图形步骤1.定义灵活顶点格式
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE)//坐标为经过变换的屏幕坐标，顶点的颜色
//------------绘制图形步骤2.根据上面定义的顶点格式，创建一个顶点的结构体
struct stVertex
{
float x, y, z,rhw; //位置坐标
DWORD dwColor; //颜色
};
//----------绘制图形步骤3.声明一个顶点缓冲区指针&一个索引缓冲区指针
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVB = NULL;
LPDIRECT3DINDEXBUFFER9 g_pIB = NULL;
//初始化顶点缓冲区
void initVB()
{
//----------绘制图形步骤4.定义一个结构体数组用来给每个顶点赋值
//数组中存储当前程序中顶点的数据
stVertex vertex[17];
vertex[0].x = 400.0f;
vertex[0].y = 300.0f;
vertex[0].z = 0.0f;
vertex[0].rhw = 1.0f;
vertex[0].dwColor = D3DCOLOR_XRGB(rand()%256, rand()%256, rand()%256);
for (int i = 0; i <16; i++)
{
vertex[i + 1].x = (float)(250 * sin(i * 3.14 / 8.0)) + 400;
vertex[i + 1].y = (float)(250 * cos(i * 3.14 / 8.0)) + 300;
vertex[i + 1].z = 0.0f;
vertex[i + 1].rhw = 1.0f;
vertex[i + 1].dwColor = D3DCOLOR_XRGB(rand()%256, rand()%256, rand()%256);
};
//----------绘制图形步骤5.为定点缓冲区分配内存，并将数组中的顶点值拷贝到顶点缓冲区中
//通过设备指针来创建顶点缓冲区，用来存储顶点数据
g_pDevice->CreateVertexBuffer(
sizeof(vertex), //顶点缓冲区大小
D3DUSAGE_WRITEONLY, //顶点缓冲区作用
D3DFVF_CUSTOMVERTEX, //通知系统顶点格式
D3DPOOL_MANAGED, //顶点缓冲区存储位置，此处表示由系统处理
&g_pVB, //返回顶点缓冲区指针
NULL //系统保留参数，NULL
);
void* pVertices = NULL;
//锁定顶点缓冲区，向其中拷贝数据
g_pVB->Lock(
0, //锁定的偏移量
sizeof(vertex), //锁定的大小
&pVertices, //锁定之后存储空间
0 //锁定的标识，0
);
//将数组中的内容拷贝到缓冲区中
memcpy(pVertices, vertex, sizeof(vertex));
//解锁
g_pVB->Unlock();
}
//初始化索引缓冲区
void initIB()
{
//创建索引缓冲区
g_pDevice->CreateIndexBuffer(
48 * sizeof(WORD), //缓冲区大小
0, //缓冲区属性
D3DFMT_INDEX16, //索引大小，一般采用16位
D3DPOOL_DEFAULT, //存储位置，默认为显卡缓存
&g_pIB, //索引缓冲区指针的指针
NULL //保留参数，NULL即可
);
//设置索引数组
WORD index[] = {0, 1, 2, 0, 2, 3, 0, 3, 4, 0, 4, 5, 0, 5, 6, 0, 6, 7, 0, 7,
8, 0, 8, 9, 0, 9, 10, 0, 10, 11, 0, 11, 12, 0, 12, 13, 0, 13, 14, 0, 14, 15, 0, 15, 16, 0, 16, 1};
WORD *pIneices = NULL;
//锁缓冲区
g_pIB->Lock(0, 0, (void**)&pIneices, 0);
//拷贝数据
memcpy(pIneices, index, sizeof(index));
//解锁
g_pIB->Unlock();
}
void onCreatD3D()
{
g_pD3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
if (!g_pD3D)
return;
//检测硬件设备能力的方法
/*D3DCAPS9 caps;
ZeroMemory(&caps, sizeof(caps));
g_pD3D->GetDeviceCaps(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps);*/
//获得相关信息，屏幕大小，像素点属性
D3DDISPLAYMODE d3ddm;
ZeroMemory(&d3ddm, sizeof(d3ddm));
g_pD3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &d3ddm);
//设置全屏模式
D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
/*d3dpp.Windowed = false;
d3dpp.BackBufferWidth = d3ddm.Width;
d3dpp.BackBufferHeight = d3ddm.Height;*/
d3dpp.Windowed = true;
d3dpp.BackBufferFormat = d3ddm.Format;
d3dpp.BackBufferCount = 1;
d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;//交换后原缓冲区数据丢弃
//是否开启自动深度模板缓冲
d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true;
//当前自动深度模板缓冲的格式
d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;//每个像素点有16位的存储空间，存储离摄像机的距离
g_pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, g_hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &d3dpp, &g_pDevice);
if (!g_pDevice)
return;
//设置渲染状态，设置启用深度值
g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_ZENABLE, true);
//设置渲染状态，关闭灯光
g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, false);
//设置渲染状态，裁剪模式
g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE);
//g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE) ;
}
void onInit()
{
//初始化D3D
onCreatD3D();
//初始化顶点缓冲区
initVB();
//初始化索引缓冲区
initIB();
}
void onDestroy()
{
if (!g_pDevice)
g_pDevice->Release();
g_pDevice = NULL;
}
void onLogic(float fElapsedTime)
{
}
void onRender(float fElasedTime)
{
//前两个参数是0和NULL时，清空整个游戏窗口的内容（清的是后台）
//第三个是清除的对象：前面表示清除颜色缓冲区，后面表示清除深度缓冲区,D3DCLEAR_STENCIL清空模板缓冲区
g_pDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(0,100,100), 1.0f, 0);
g_pDevice->BeginScene();
//----------绘制图形步骤6.设置数据源，设置灵活顶点格式，绘制图元
//设置数据流来源
g_pDevice->SetStreamSource(
0, //数据流管道号（0-15）
g_pVB, //数据来源
0, //数据流偏移量
sizeof(stVertex) //每个数据的字节数大小
);
//通知系统数据格式，以便解析数据
g_pDevice->SetFVF(D3DFVF_CUSTOMVERTEX);
////绘制图元
//g_pDevice->DrawPrimitive(
// D3DPT_TRIANGLESTRIP, //三角形列
// 0, //起始点编号
// 15 //图元数量
// );
//设置索引缓存
g_pDevice->SetIndices(g_pIB);
//使用索引缓存绘制图形
g_pDevice->DrawIndexedPrimitive(
D3DPT_TRIANGLELIST, //三角形列
0, //顶点起点，从那个顶点开始做为索引
0, //最小索引值，通常为0
17, //索引顶点的个数
0, //起点索引，从第几个索引处开始绘制图元
16 //图元个数
);
g_pDevice->EndScene();
g_pDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
}
int APIENTRY _tWinMain(_In_ HINSTANCE hInstance,
_In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,
_In_ LPTSTR lpCmdLine,
_In_ int nCmdShow)
{
UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
// TODO: 在此放置代码。
MSG msg;
HACCEL hAccelTable;
// 初始化全局字符串
LoadString(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING);
LoadString(hInstance, IDC_D3DDEMO, szWindowClass, MAX_LOADSTRING);
MyRegisterClass(hInstance);
// 执行应用程序初始化:
if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
{
return FALSE;
}
hAccelTable = LoadAccelerators(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDC_D3DDEMO));
ZeroMemory(&msg, sizeof(msg));
while (msg.message != WM_QUIT)
{
if (PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
else
{
static DWORD dwTime = timeGetTime();
DWORD dwCurrentTime = timeGetTime();
DWORD dwElapsedTime = dwCurrentTime - dwTime;
float fElapsedTime = dwElapsedTime * 0.001f;
//------------渲染和逻辑部分代码----------
onLogic(fElapsedTime);
onRender(fElapsedTime);
//-----------------------------------------
if (dwElapsedTime < 1000 / 60)
{
Sleep(1000/ 60 - dwElapsedTime);
}
dwTime = dwCurrentTime;
}
}
onDestroy();
return (int) msg.wParam;
}
//
// 函数: MyRegisterClass()
//
// 目的: 注册窗口类。
//
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
WNDCLASSEX wcex;
wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
wcex.lpfnWndProc = WndProc;
wcex.cbClsExtra = 0;
wcex.cbWndExtra = 0;
wcex.hInstance = hInstance;
wcex.hIcon = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_D3DDEMO));
wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
wcex.lpszMenuName = MAKEINTRESOURCE(IDC_D3DDEMO);
wcex.lpszClassName = szWindowClass;
wcex.hIconSm = LoadIcon(wcex.hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_SMALL));
return RegisterClassEx(&wcex);
}
//
// 函数: InitInstance(HINSTANCE, int)
//
// 目的: 保存实例句柄并创建主窗口
//
// 注释:
//
// 在此函数中，我们在全局变量中保存实例句柄并
// 创建和显示主程序窗口。
//
BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
{
hInst = hInstance; // 将实例句柄存储在全局变量中
g_hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
if (!g_hWnd)
{
return FALSE;
}
SetMenu(g_hWnd, NULL);
ShowWindow(g_hWnd, nCmdShow);
UpdateWindow(g_hWnd);
onInit();
return TRUE;
}
//
// 函数: WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM)
//
// 目的: 处理主窗口的消息。
//
// WM_COMMAND - 处理应用程序菜单
// WM_PAINT - 绘制主窗口
// WM_DESTROY - 发送退出消息并返回
//
//
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND g_hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch (message)
{
case WM_KEYDOWN:
if (wParam == VK_ESCAPE)
PostQuitMessage(0);
break;
case WM_CLOSE:
DestroyWindow(g_hWnd);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(g_hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
关于三角形的绕序以及三角形正反面的判定：
DirectX用的是左手坐标系，我们用左手除了大拇指的四个手指按顺时针方向对某个三角形绕圈，大拇指指的方向就是三角形正面了。