DirectX 11游戏编程学习笔记之6: 第5章The Rendering Pipeline(渲染管线)

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        注：我给的电子版是700多页，而实体书是800多页，所以我在提到相关概念的时候，会使用章节号而非页码。同样的情况适合于“龙书”第二版。

 

        上一期的地址：

DX 11游戏编程学习笔记之5

 

        这一章的内容很短所以也是相对轻松的一期了。不过这一章的内容要深入理解的话并不是很容易。另外这一章很多内容与“龙书”第二版的第6章内容是一样的，并且包含了“龙书”第二版第9章关于颜色的内容，所以对于“过来人”来说还是比较易学的。

重点回顾：

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        我们一如既往地把学习目标放在这里：

1、 To discover several key signals used to convey a realistic sense of volume and spatial depth in a 2D image.（发掘将具有体积和空间深度的真实感转换成2D图像的几个关键信号。）

2、 To find out how we represent 3D objects in Direct3D.（学习我们如何在Direct3D 中表示3D物体。）

3、 To learn how we model the virtual camera.（学习怎样对虚拟摄像机进行建模。）

4、 To understand the rendering pipeline—the process of taking a geometric description of a 3D scene and generating a 2D image from it.（理解渲染管线——取得3D场景的几何描述、并从中生成一个2D图像的过程。）

 

5.1 The 3D Illusion

        这一节给出了让2D图形有3D感觉的几个要素：

1、  平行线相交于无穷远点；

2、  同一物体远小近大；

3、  不透明的物体会挡住其后面的其他物体；

4、  光照导致的明暗变化；

5、  阴影。

 

5.2 Model Representation

        这一节引入了Mesh的概念，告诉我们3D物体是以mesh 表示的。另外这里介绍了一些著名的3D建模软件。这方面的内容跟“龙书”第二版那里也是几乎一样的，但是这里增加了一个新的建模软件Blender。Blender是开源的免费软件，用它制作的模型是完全免费的，而且功能很强大——当然这些话书上是没有的。

 

5.3 Basic Computer Color

        这一节基本上可以说涵盖了“龙书”第二版第9章里关于颜色的内容了。不过这里用来表示颜色的变量的类型与那里很不一样了：这里用XMVECTOR 来表示128位的颜色，而用XMCOLOR 来表示32位的颜色。

        此外，这里讲到了“龙书”第二版中没有讲到的一些东西。一个是，当颜色成分值越界后会发生什么事情？答案是会发生clamp。另一个是，128位颜色和32位的颜色的关系是什么样的？答案是：128位颜色用于做精确的计算，而32位颜色用于做最终的显示；显示器没法显示精度超过32位的颜色。

 

5.4 Overview of the RenderingPipeline

        这一节等于什么都没讲，就给了张图：

 

5.5 The Input Assembler Stage

        这一节分为三小节，分别讲述了顶点（Vertices）、图元拓扑（Primitive Topology）和索引（Indices）这三个内容。这里顶点讲得比较简略，因为要到第6章才能够结合代码详细讲述。而Primitive Topology 部分比较多，这里也是和DirectX 9.0c 区别比较大的部分。这里相当于DirectX 9.0c 中的D3DPRIMITIVETYPE，但是增加了很多新的类型，并且原来有的TRIANGLEFAN 现在也无迹可寻了。

        可能有一些内容不太好理解（比如5.5.2.6节Primitives with Adjacency），不过不用着急，等我们以后用到的时候再说吧！

 

5.6 The Vertex Shader Stage

        这一节讲述了世界变换、视角变换和投影变换等内容。也不是很难，不过最后最后那一小节确实需要点时间去理解。没法一次性消化完也没关系，知道那个投影矩阵就行了。况且我们在代码中也不需要去手动设置那个矩阵。

5.9 Clipping

        这一节内容比较好理解，不过我们只需要了解一下就行了 。

 

5.10 The Rasterization Stage

        这一节还是比较重要的，也很容易理解。5.10.2节Backface Culling 是很重要的，我们以后会用到。

 

        至于第5.7、5.8、5.11和5.12这些部分，我们只需要知道它们存在就行了，以后会慢慢接触到的。

 

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勘误：

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1、  第5.2节Model Representation 那里，出现了Blender 之后的那句话，“Nevertheless, for the first part of this book”中的first 应为second。

2、  第5.3节Basic Computer Color 中的图5.8 因为是黑白图，所以看不出暗红色和亮红色的变化。书中DVD 里面的彩图是这样的：

3、  第5.5.2.6节最后一句话中的“and triangle with strip adjacency primitives”语序错误，应该是这样：and triangle strip with adjacency primitives。

4、  第5.6.2节最后的几个公式可能有点问题。比如说这个公式：

如果向量j与w平行怎么办？如果摄像机左右倾斜怎么办？那么这个公式就不成立了。不过最后的那几行代码还是正确的，也是我们大部分时候都采用的设置摄像机的方法。

 

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习题解答：

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        这一章的习题都是数学题，所以我又偷懒了！不过第13题和第14题挺有意思的，大家可以琢磨琢磨。

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