【D3D11游戏编程】学习笔记一：最新版D3D11龙书

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前一段时间破费从美国Amazon上买到了一直梦寐以求的游戏编程方面的书，其中包括介绍Direct3D方面最经典的“龙书”：《Introduction to 3D Game Programming with Direct3D 11》。

自一年前读完D3D9那版以后就深深被作者Luna的写作风格吸引住了，再复杂的技术在他笔下一切变得浅显易懂，从头到尾由浅入深，跟着作者的思路看下来基本不会感觉到任何跳跃，知识自然而然地就掌握了。尤其是每章配套的例子程序，包括作者从头到尾不断完善的框架，更是值得仔细地学习。

一直期待新版的龙书，又不甘心苦苦等待网上的电子版，干脆决心一下，从网上直接把英文原版买下来了，这么好的书除了研究之外当然也具有很高的收藏价值。这本书足足有864页，平装，而且价格才30多美元，相比其他游戏编程、图形学方面的书真的是相当便宜了，再次感慨龙书的货真价实！不过“龙书”这个名字最初应该是因为d3d9那版书的封面上印的一只恐龙吧，最新d3d11这版封面可不是恐龙啦，而是炫丽的反射有周围场景的水滴（猜想可以是作者用来描述Enviroement Mapping的....)，作者可能想传达的意思是，等学完这本书，我们将可以用d3d11来实现这种特效吧~ 不过，对于某一方面特别出众的书，大家都习惯上称之为龙书了（不过封面上确实都画有恐龙。。。），所以对于这本最新版的，还是继续叫龙书吧~

相比d3d9那一版，d3d11可以说是一次重量级的改版。确切地说真正的改版是从d3d9到d3d10，d3d10到d3d11只是针对windows7而增加了部分功能。不过我没买d3d10那本，看了d3d9直接跳到d3d11的，所以我就直接拿11跟9来比较了。

开始看这本书有一段时间了，就目前而言，d3d11给人的印象还是相当地好。API设计地更加清晰、易用，在有d3d9的基础上学的话还是相当快的。这一版如此厚，当然内容上肯定会有不少的变化，相比前版，最大的变化在于以下几方面：

1. 全新的数学库：之前有关数学运算的库，包括向量、矩阵、变换等操作，都被包括在d3dx扩展库中，这一版中数学库被分离了出来，称为XNA Math。这是微软专门针对数学操作精心设计的一套API，底层用到了SIMD（Single Instruction Multiple Data）指令集，效率相当高，非常适合学习之用。整个库全部位于<snamath.h>头文件中。

2. 着色器要求明显变高：在d3d9中可以不写一行shader全部用固定管线来实现一些常见的效果，但从d3d10开始固定管线被彻底丢弃了，可编程管线必须由程序员自己写shader来实现，在d3d11中shader要求依然很高。最最基本的，vertex shader和pixel shader要会，其他管线暂时不会无所谓，optional。

3. d3d11新增管线: Geometry Shader，vertex shader stage后的可选段，用来对基本图元进行操作（Triangle,Line,Point...)，或删除，或增加新图元；Tessellation Stage，即曲面细分阶段，利用输入的控制点（control points）来进行细分生成更详细、高精度的网格，典型的应用即LOD(level of detail)。这阶段包括三个小阶段：hull shader stage(可编程), Tessellation stage(不可编程)，domain shader(可编程)；Compute Shader，利用GPU提供的强大多核、多线程处理能力，来进行除图形以外的通用计算，因此也被称为GPGPU（General Purpose GPU Programming)。

这本书内容如下：

全书共分为三大部分：第一部分为基本数学知识，包括向量、矩阵、变换，当然还有XNA Math库的介绍，冲着全新的高性能数学库，这一部分也很值得一看。第二部分为d3d11的基础知识，包括d3d11的渲染管线、基本图元绘制、光照计算、纹理、混合、模版缓冲(Stencil Buffer)，还有最新的的Geometry Shader、Tessellation、Compute Shader。第三部分为d3d11的应用，来实现一些特效，如第一人称照相机(FPS)，拣选(Picking)，地形渲染、粒子系统、风格(Mesh)，这些相信读过d3d9版的童鞋相应很熟悉吧，不过作者这次用d3d11来实现，效果完全不一样哈，值得期待！当然还有很好更高级的特效，如法线映射（Normal Mapping、Displacement Mapping)，环境映射（Cube Mapping、Environment Mapping)，全局光照，角色动画等等（不止这些）。总之，相比于30多美元的价格，实在太值了！

如果说在Windows7出来后的年代，XP系统依然很受欢迎，尤其在国内，相当一部分游戏玩家依然守在XP上，因此d3d9十分重要的话，那么，现在Win8上市，更大的市场应该在Win7以上了吧？d3d11最初就是为win7而生的，那么在游戏领域，d3d11在今后几年中肯定会被广泛应用，而d3d9会逐渐被取代。更重要的是，d3d11也将在win8上扮演重中之重的角色（Luna说的....)因此，对于想从事游戏开发行业的童鞋，现在就开始研究d3d11吧~

最后奉上几张精彩截图~~

当然，要想能够自己实现这些特效，还是要静下心来从头开始一步一步来滴。对于暂时没法得到英文原版书或中文版（应该还要很久。。。）的童鞋，希望我的简要的笔记也能够对你们起到一点点帮助，最起码激起你们学习d3d11的动力~ 此外，每更新一次笔记，我会附上作者的代码，这个更具有研究价值，欢迎免费下载，喜欢游戏编程的童鞋可以相互交流~ 我也是纯新手。。。

（还有一点就是，由于平时真的很忙，所以更新时间不固定，见谅~）