[D3D] - DirectX SDK 2006学习笔记2——顶点缓冲

来源： http://www.cnblogs.com/fence/archive/2010/03/12/1683918.html

　　D3D9以一种比较易于理解的方式让程序员来组织游戏画面，这种方式就是顶点缓冲。程序员可以自己定义一组记录多 边形定点颜色，纹理位置等的数组，让D3D9去自动生成多边形内部每个像素的信息。为了和以后的vertex shader相区别，我们现在谈论的都是固定功能的顶点处理( Fixed-Function )。

　　上面一段话似乎有点晦涩，让我们首先来看看这些术语的定义吧：

• 顶点缓冲Vertex Buffer：由用户定义的，包含顶点信息的数组。

　　首先我们来学习一下Vertex Buffer的技术。我喜欢先看代码再讲理论，否则看了理论也找不到北。

　　下面就是一个自定义的顶点缓冲的结构

   
     

    
      
    
      struct
    
       CUSTOMVERTEX
{
 FLOATx, y, z, rhw; 
    
      //
    
       The transformed position for the vertex
    
      

    
       DWORDcolor; 
    
      //
    
       The vertex color
    
      

    
      };
   
     

 

　　其中，x, y, z是顶点在3维空间的最终位置，rhw是3维矩阵的倒数（不明白的话找本图形学的书研究一下），color自然就是顶点的颜色了。由于这个结构是自定义的，所以我们需要告诉D3D应该如何识别这个结构，这就需要我们定义一个常量了：

   
     

    
      
    
      //
    
       Our custom FVF, which describes our custom vertex structure
    
      

    
      #define
    
       D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE)
   
     

 

　 　这个D3DFVF_CUSTOMVERTEX就是用来告诉D3D上面那个CUSTOMVERTEX结构是如何组织的：首先是 D3DFVF_XYZRHW，即顶点在3维坐标系的最终位置，D3DFVF_DIFFUSE是色彩模式，告诉D3D紧接着D3DFVF_XYZRHW信息 的是顶点的色彩信息，并且这种色彩信息是漫反射模式的。类似的标志可以学习DirectX SDK文档（搜索D3DFVF），这里就不再赘述。

　　上面所提到的顶点缓冲定义方式就是为大家熟知Flexible Vertex Format，简称FVF，是不是有点眼熟呢。

　　下面是Direct3D游戏编程入门一书中对复杂的FVF举的一个例子，供参考

   
     

    
      
    
      typedef 
    
      struct
    
       SObjVertex
{
 FLOATx, y, z; 
    
      //
    
       position
    
      

    
       FLOATnx, ny, nz; 
    
      //
    
       normal
    
      

    
       DWORDdiffuse; 
    
      //
    
       diffuse color
    
      

    
       DWORDspecular; 
    
      //
    
       specular color
    
      

    
       FLOATtu, tv; 
    
      //
    
       first pair of texture coordinates
    
      

    
       FLOATtu2, tv2, tw2; 
    
      //
    
       second pair of texture coordinates
    
      

    
       FLOATtu3, tv3; 
    
      //
    
       third pair of texture coordinates
    
      

    
       FLOATtu4, tv4; 
    
      //
    
       fourth pair of texture coordinates
    
      

    
      } SObjVertex;


    
      const
    
       DWORD gSObjVertexFVF 
    
      =
    
       (D3DFVF_XYZ 
    
      |
    
      
 D3DFVF_DIFFUSE 
    
      |
    
      
 D3DFVF_SPECULAR 
    
      |
 
    
      D3DFVF_NORMAL 
    
      |
 
    
      D3DFVF_TEX4 
    
      |
 
    
      D3DFVF_TEXCOORDSIZE2(
    
      0
    
      ) 
    
      |
 
    
      D3DFVF_TEXCOORDSIZE3(
    
      1
    
      ) 
    
      |
    
      
 D3DFVF_TEXCOORDSIZE2(
    
      2
    
      ) 
    
      |
    
      
 D3DFVF_TEXCOORDSIZE2(
    
      3
    
      ) );
   
     

 

　　看完了FVF顶点格式的定义，就可以看它是如何使用的。使用方法非常简单，在OnCreateDevice中添加创建和初始化代码，在OnFrameRender中添加渲染代码就可以了，具体如下：

   
     

    
      
    
      LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9g_pVB 
    
      =
    
       NULL; 
    
      //
    
       Buffer to hold vertices
    
      

    
      HRESULTCALLBACKOnCreateDevice( IDirect3DDevice9
    
      *
    
       pd3dDevice, constD3DSURFACE_DESC
    
      *
    
       pBackBufferSurfaceDesc, 
    
      void
    
      *
    
       pUserContext )
{

    
       //
    
       Initialize three vertices for rendering a triangle
    
      

    
       CUSTOMVERTEX vertices[] 
    
      =
    
      
 {

    
       //
    
       x, y, z, rhw, color
    
      

    
       { 
    
      150.0f
    
      , 
    
      50.0f
    
      , 
    
      0.5f
    
      , 
    
      1.0f
    
      , 
    
      0xffff0000
    
      , },
 { 
    
      250.0f
    
      , 
    
      250.0f
    
      , 
    
      0.5f
    
      , 
    
      1.0f
    
      , 
    
      0xff00ff00
    
      , },
 { 
    
      50.0f
    
      , 
    
      250.0f
    
      , 
    
      0.5f
    
      , 
    
      1.0f
    
      , 
    
      0xff00ffff
    
      , },
 }; 

    
       if
    
      ( FAILED( pd3dDevice
    
      ->
    
      CreateVertexBuffer(

    
       3
    
      *
    
      sizeof
    
      (CUSTOMVERTEX),
 
    
       0
    
      , D3DFVF_CUSTOMVERTEX,
 D3DPOOL_MANAGED, 
    
      &
    
      g_pVB, NULL ) ) )
 {
 
    
      return
    
       E_FAIL;
 }
 
    
      //
    
       Now we fill the vertex buffer. To do this, we need to Lock()

    
       //
    
       the VB togain access to the vertices. This mechanism is

    
       //
    
       required becuase vertexbuffers may be in device memory.
    
      

    
       VOID
    
      *
    
       pVertices;
 
    
      if
    
      ( FAILED( g_pVB
    
      ->
    
      Lock( 
    
      0
    
      , 
    
      sizeof
    
      (vertices), (
    
      void
    
      **
    
      )
    
      &
    
      pVertices, 
    
      0
    
       ) ) )
 returnE_FAIL;
 memcpy( pVertices, vertices, 
    
      sizeof
    
      (vertices) );
 g_pVB
    
      ->
    
      Unlock();
}
   
     

 

　 　为了统一和强调精度，D3D采用了float作为其主要的数值类型。上面的程序调用了CreateVertexBuffer和 LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9-> Lock和　Unlock函数。另外需要在OnFrameRender中的BeginScene和EndScene中调用如下代码

   
     

    
      
    
      pd3dDevice
    
      ->
    
      SetStreamSource(
    
      0
    
      , g_pVB, 
    
      0
    
      , 
    
      sizeof
    
      (CUSTOMVERTEX) );
pd3dDevice
    
      ->
    
      SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );
pd3dDevice
    
      ->
    
      DrawPrimitive( D3DPT_TRIANGLELIST, 
    
      0
    
      , 
    
      1
    
       );
   
     

 

　　其中 SetStreamSource 函数第一个参数 StreamNumber 用来设定使用哪条数据流，这个数据流的最大值根据显卡硬件的不同而不同，现在好的显卡可以支持 8 条或者 16 条数据流。 SetFVF 函数用来把我们自定义的顶点缓冲布局常量传递给 D3D 。 DrawPrimitive 函数用来告诉 D3D 以那种图元绘制这个图形。其中图元这个概念很重要，它是 D3D 世界中最基本的单位，分为点列表，线列表，线带，三角形列表，三角形带，三角扇形六中，在 D3D 中的具体定义如下：

   
     

    
      
    
      typedef 
    
      enum
    
       _D3DPRIMITIVETYPE
{
 D3DPT_POINTLIST 
    
      =
    
       
    
      1
    
      ,
 D3DPT_LINELIST 
    
      =
    
       
    
      2
    
      ,
 D3DPT_LINESTRIP 
    
      =
    
       
    
      3
    
      ,
 D3DPT_TRIANGLELIST 
    
      =
    
       
    
      4
    
      ,
 D3DPT_TRIANGLESTRIP 
    
      =
    
       
    
      5
    
      ,
 D3DPT_TRIANGLEFAN 
    
      =
    
       
    
      6
    
      ,
 D3DPT_FORCE_DWORD 
    
      =
    
       
    
      0x7fffffff
    
      ,
} D3DPRIMITIVETYPE;
   
     

 

　 　其中点列表，线列表，三角形列表很好理解，它们就是独立的点／线／三角形的集合，每个顶点缓冲中的点分别表示一个点／独立线条中的一个端点／独立三角形 中的一个顶点。而线带，三角形带每个顶点缓冲中的点表示连续的线条的端点／连续三角形中的顶点。三角扇形顶点缓冲中的点表示三角扇形中的每个顶点，如图：

在特殊情况下三角形带和三角扇形都可以组成四边形。只要将 DrawPrimitive 中的参数变换一下，适当改变顶点缓冲就可以得到 D3D 中以不同图元画出的图形。下图是三角形列表形式画出的一个三角形。

　　不要忘了更改 CreateVertexBuffer 中的第一个表示顶点缓冲大小的参数，否则添加的顶点会被忽略的。最后在 OnDestroyDevice 中调用 SAFE_RELEASE( g_pVB ) 来释放资源。