Mr_Lsz

DirectX学习笔记（三）：利用线框模式绘制可旋转的正方体

前言：

一个场景中，任何物体都可以用三角形网格来逼近表示。也就是说，三角形网格是构成物体模型的基本单元。

如图：

利用线框模式绘制可旋转的正方体的具体操作：

1.顶点缓存和索引缓存：

一个多边形中相邻的交汇点称为顶点，描述三角形单元时，我们需要指定该三角形3个顶点的位置。那么如果我们要通过三角形单元来描述一个物体，就需要指定构成该物体的三角形单元。但是要知道的是，在构成一个3D物体时，三角形单元之间会存在很多的公共顶点。如果模型的复杂度特别高，那么顶点的重复会更多。比如说：一个正方体，如果用简单的三角形构成，需要12个三角形，如果分开来算，需要36个顶点。但是实际上一个正方体只需要8个顶点。那么在Direct3D中使用了顶点缓存和索引缓存来处理这种情况。

如：对于一个立方体：

我们利用顶点缓存，来存储这8个顶点并对顶点进行编号，然后利用索引缓存来记录每个三角形都使用了哪些顶点：

Vertex vertexList[8] = { 0, 1, 2, 3 ,4,5,6,7};
WORD IndexList[6] = {0,1,2  //三角形0
                     0，2，3//三角形1
}

代码实现：

我们利用IDirect3DDevice9::CreateVertexBuffer(...)和IDirect3DDevice9::CreateIndexBuffer(...)来分别创建顶点缓存和索引缓存。那么如何来写入数据呢？

为了能够访问顶端缓存和索引缓存的数据，需要获得指向该缓存内部的指针，然后通过Lock(...)获取指向缓存内容的指针，进行锁定。然后进行读取或写入，但是要注意：当访问结束后需要利用Unlock()方法进行解锁。

  //创建顶点缓存和索引缓存
	Device->CreateVertexBuffer(8 * sizeof(Vertex),D3DUSAGE_WRITEONLY,Vertex::FVF,D3DPOOL_MANAGED,&VB,0);
	Device->CreateIndexBuffer(36 * sizeof(WORD),D3DUSAGE_WRITEONLY,D3DFMT_INDEX16,D3DPOOL_MANAGED,&IB,0);

	//访问顶点缓存，将Cube顶点数据写入
	Vertex* vertices;
	VB->Lock(0, 0, (void**)&vertices, 0);
	vertices[0] = Vertex(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
	vertices[1] = Vertex(-1.0f, 1.0f, -1.0f);
	vertices[2] = Vertex(1.0f, 1.0f, -1.0f);
	vertices[3] = Vertex(1.0f, -1.0f, -1.0f);
	vertices[4] = Vertex(-1.0f, -1.0f, 1.0f);
	vertices[5] = Vertex(-1.0f, 1.0f, 1.0f);
	vertices[6] = Vertex(1.0f, 1.0f, 1.0f);
	vertices[7] = Vertex(1.0f, -1.0f, 1.0f);
	VB->Unlock();

	//访问索引缓存，将三角形单元的顶点构成数据写入
	WORD* indices = 0;
	IB->Lock(0, 0, (void**)&indices, 0);

	// front side
	indices[0] = 0; indices[1] = 1; indices[2] = 2;
	indices[3] = 0; indices[4] = 2; indices[5] = 3;

	// back side
	indices[6] = 4; indices[7] = 6; indices[8] = 5;
	indices[9] = 4; indices[10] = 7; indices[11] = 6;

	// left side
	indices[12] = 4; indices[13] = 5; indices[14] = 1;
	indices[15] = 4; indices[16] = 1; indices[17] = 0;

	// right side
	indices[18] = 3; indices[19] = 2; indices[20] = 6;
	indices[21] = 3; indices[22] = 6; indices[23] = 7;

	// top
	indices[24] = 1; indices[25] = 5; indices[26] = 6;
	indices[27] = 1; indices[28] = 6; indices[29] = 2;

	// bottom
	indices[30] = 4; indices[31] = 0; indices[32] = 3;
	indices[33] = 4; indices[34] = 3; indices[35] = 7;

	IB->Unlock();

2.取景变换：

在当摄像机的位置和朝向任意时，进行一些操作会造成效率低下很是麻烦。为了简化运算，我们将摄像机变换到世界坐标系的原点，并旋转摄像机使其光轴与世界坐标系的z轴朝向一致。要特别注意的是，世界中的所有物体都会随之摄像机变换，以保证摄像机的视场恒定。

我们先使用D3DXMatrixLookAtLH(...)函数来获取一个取景变换矩阵，然后利用::SetTransform(..)方法设定：

//取景变换
	D3DXVECTOR3 position(0.0f, 0.0f, -5.0f);
	D3DXVECTOR3 target(0.0f, 0.0f, 0.0f);
	D3DXVECTOR3 up(0.0f, 1.0f, 0.0f);
	D3DXMATRIX V;
	D3DXMatrixLookAtLH(&V, &position, &target, &up);

	Device->SetTransform(D3DTS_VIEW, &V);

3.投影：

Cube 作为一个3D物体，如何在3D平面中显示？这需要用到投影（投影：从n维变换到n-1 维的过程）.

我们利用::D3DXMatrixPerspectiveFovLH(...)来创建一个投影矩阵，然后利用::SetTransform(...)方法来实现该投影变换矩阵的应用：

//投影变换
	D3DXMATRIX proj;
	D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&proj,D3DX_PI * 0.5f, (float)Width / (float)Height,1.0f,1000.0f);
	Device->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &proj);

4.绘制状态：

Direct3D中封装了很多绘制状态，这些绘制状态将影响几何体的绘制方式。我们使用::SetRenderState(...)函数来设置绘制状态。

因为我们要利用线框模式进行绘制，于是我们这样设置：

//设置绘制状态
	Device->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE, D3DFILL_WIREFRAME);

5.利用::DrawIndexedPrimitive(..)进行Cube的绘制：

函数声明：

HRESULT DrawIndexedPrimitive(
	D3DPRIMITIVETYPE Type,
	UINT MinIndex,
	UINT NumVertices, 
	UINT StartIndex,
	UINT PrimitiveCount);

D3DPRIMITIVETYPE type-图元类型，我们使用三角形绘制，所以设置为： D3DPT_TRIANGLELIST

INT BaseVertexIndex-起始顶点索引

UINT MinVertexIndex-最小顶点索引

UINT NumVertices-顶点数量

UINT StartIndex-起始索引

UINT PrimitiveCount-图元数量

要详细了解此函数请点击：点击打开链接

代码实现：

Device->DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 0, 8, 0, 12);

（因为我们有8个顶点，需要绘制12个三角形）

6.旋转：

我们利用：D3DXMatrixRotationX(...)和D3DXMatrixRotationY(...)函数来进行旋转功能实现。

D3DXMatrixRotationY 函数 (D3DXMatrixRotationX类似)

创建绕着Y轴旋转矩阵。

定义：
D3DXMATRIX *WINAPI D3DXMatrixRotationY( D3DXMATRIX *pOut,FLOAT Angle);
参数：
pOut 指向D3DXMATRIX 结构的操作结果矩阵。
Angle 绕着Y轴旋转的角度（单位是弧度）。角度计算方法是当朝着旋转轴的原点看去时，顺时针方向为正值。
返回值：
指向D3DXMATRIX 结构的绕着Y轴旋转矩阵。