DirectX 11 学习笔记-Demo-02

Basic.fx 

基本的Effect文件，包括一个顶点着色器，一个像素着色器和若干Cbuffer。Cbuffer按照更新频率分组有助于提高效率。这里有两组Cbuffer，第一组主要是环境相关参数，一般而言每帧只更新一次。 

第二组是和具体绘制对象有关系的参数，包括世界坐标下的对象的矩阵信息，纹理变换矩阵和光照材质等。 

cbuffer cbPerFrame 

{ 

    DirectionalLight gDirLights[3]; 

    float3 gEyePosW; 



    float  gFogStart; 

    float  gFogRange; 

    float4 gFogColor; 

}; 



cbuffer cbPerObject 

{ 

    float4x4 gWorld; 

    float4x4 gWorldInvTranspose; 

    float4x4 gWorldViewProj; 

    float4x4 gTexTransform; 

    Material gMaterial; 

};  

另外还包含一个纹理贴图。因为纹理贴图无法包含在cbuffer中所以单独定义。 顶点着色器的输入包括一个本地位置，本地法线和纹理UV，经过顶点着色器后变换为世界坐标和屏幕空间坐标。（世界坐标用于光照计算） 

struct VertexIn 

{ 

    float3 PosL    : POSITION; 

    float3 NormalL : NORMAL; 

    float2 Tex     : TEXCOORD; 

}; 

struct VertexOut 

{ 

    float4 PosH    : SV_POSITION; 

    float3 PosW    : POSITION; 

    float3 NormalW : NORMAL; 

    float2 Tex     : TEXCOORD; 

}; 

像素着色器主要作用是纹理采样和光照计算。这里参数中有一个uniform关键字，主要用于将输入参数标记为不变量，从而使编译时能对分支语句等进行优化。 

光照的部分不详细叙述，书中介绍得很清楚，主要是使用了兰伯特余弦定理推导光照公式。 

Mount&Water 

Mount较为简单，生成好纹理网格，获取随机的高度并计算法线和纹理UV，创建顶点和索引坐标即可。绘制时先设置好BasicEffect的参数，然后绘制即可。由于我们有两种顶点坐标，所以每次绘制前都会设置一次输入布局。 

Water类似于Mount。关于水波的算法有兴趣可以详细学习《3D游戏与计算机图形学中的数学方法》。由于我们要定期更新水波坐标，所以这里需要一个Dynamic的顶点坐标，然后在顶点更新之后使用Map的方式来更新数据即可。 

绘制时，我们的水是半透明的，所以在DrawTransparency时绘制。绘制透明物体需要开启混合之外，还应该关闭深度信息的写入。 

pD3dContext->OMSetDepthStencilState(RenderStates::NoDepthDSS, 1); 

pD3dContext->OMSetBlendState( RenderStates::TransparentBS , blendFactor, 0xffffffff ); 


D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC noDepthDesc; 

noDepthDesc.DepthEnable      = true; 

noDepthDesc.DepthWriteMask   = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ZERO; 

noDepthDesc.DepthFunc        = D3D11_COMPARISON_LESS;  

noDepthDesc.StencilEnable    = false; 

noDepthDesc.StencilReadMask  = 0xff; 

noDepthDesc.StencilWriteMask = 0xff; 



noDepthDesc.FrontFace.StencilFailOp      = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; 

noDepthDesc.FrontFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; 

noDepthDesc.FrontFace.StencilPassOp      = D3D11_STENCIL_OP_INCR; 

noDepthDesc.FrontFace.StencilFunc        = D3D11_COMPARISON_EQUAL; 



// We are not rendering backfacing polygons, so these settings do not matter. 

noDepthDesc.BackFace.StencilFailOp      = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; 

noDepthDesc.BackFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; 

noDepthDesc.BackFace.StencilPassOp      = D3D11_STENCIL_OP_INCR; 

noDepthDesc.BackFace.StencilFunc        = D3D11_COMPARISON_EQUAL; 



HR(device->CreateDepthStencilState(&noDepthDesc, &NoDepthDSS)); 

为了说明混合/深度测试/深度写入之间的关系，我这里举一个例子，假设我们某个像素位置有6个像素片段ABCDEF，它们的绘制顺序按字母顺序，绘制时状态如下表所示 

像素片段	透明	混合	深度值	深度测试	深度写入	模板深度值	缓冲区像素
A	否	否	0.8	是	是	0.8	A
B	否	否	0.4	是	是	0.4	B
C	否	否	0.5	是	是	0.4	B
D	是	是	0.3	是	否	0.4	B+D
E	是	是	0.45	是	否	0.4	B+D
F	是	是	0.35	是	否	0.4	B+D+F

根据深度信息我们可以判断，从近到远的顺序排列物体应该是DFBECA,由于ABC都是不透明物体，所以ECA都被B遮挡了，而DF是透明的，所以可以透过D和F看见B，实际上可见的物体是三个DFB，这是我们想要的结果。

考虑不关闭深度写入的情况，当绘制到D时，深度值被写为0.3，那么F将无法通过深度测试，所以F会被剔除，最终可见的只剩下DB，显然不正确。

那是否能在透明物体绘制时关闭深度测试呢？关闭的情况下，在B物体后面的E也会被绘制出来，实际绘制的物体变为DFBE，显然也是不正确的。