DirectX11 模板

模板

1. 什么是模板？

前面的博文已经介绍过深度的概念，所以这里只解释模板的概念。模板缓冲区（stencil buffer）是一种用来实现特殊效果的离屏（off-screen）缓冲区。模板缓冲的大小与后台缓冲及深度缓冲的大小相同，也就是说，模板缓冲的第ij个像素对应于后台缓冲和深度缓冲第ij个像素。我们在4.1.5节的“注意”中提到，当指定一个模板缓冲时，它总是与深度缓冲共享相同的内存空间。尤如名字所指出的，模板缓冲区的用法就像是模板一样，它可以挡住某些像素片段，不让它们存入后台缓冲。（译者注：比如喷油漆时使用的图案模板，先把模板贴在汽车上或者其他什么地方，然后开始喷油漆。在模板镂空的地方会有油漆喷到汽车上，而没有镂空的地方会挡住油漆。在喷完之后，揭下模板，图案就喷涂在汽车上了。）

例如，当实现一个镜像效果时，我们需要反射镜子对面的物体；不过，我们希望镜像只显示在镜子里面。我们可以使用模板缓冲区来控制镜像范围，阻止镜像绘制到镜子之外的区域（见下图）。

（左）头骨的镜像在镜中的显示是正确的，由于没有通过深度测试，镜像也正确地被砖墙阻挡。但是，我们能看到墙后的镜像，这样就不对了（镜像应只出现在镜子中）。（右）通过使用模板缓冲，我们可以阻止头骨的镜像绘制到镜子之外的区域。

2. 如何创建模板？

我们可以通过ID3D11DepthStencilState接口控制模板缓冲（和深度缓冲）。与混合一样，该接口也提供了一套灵活而强大的功能集合。要学习如何高效地使用模板缓冲区，最有效的方法是仔细研究现有的示例应用程序。当你弄懂了几个使用模板缓冲区的应用程序之后，就会对它有一个更清晰的认识，知道该如何用它来解决实际工作问题。

3. 深度/模板格式

前面讲过，深度/模板缓冲区是一个纹理，在创建它时必须为它指定某种数据格式。可用于深度/模板缓冲区的格式有：

1．DXGI_FORMAT_D32_FLOAT_S8X24_UINT：该格式中，每个像素为8字节（64位），其中深度值占32位，为float型。模板值为8位，为位于[0,255]中的整型，后面24位无任何用途，纯对齐用；

2．DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT：该格式中，每个像素为4字节（32位），其中深度值占24位，并映射到[0,1]之间。模板值为8位，为位于[0,255]中的整型；

depthStencilDesc.Format = DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT;

4. 清空深度/模板

另外，在每帧开始时，模板缓冲区应该被重置为某些初始值。该操作由如下方法完成（它可以同清空深度/模板缓冲区）：

void ID3D11Device::ClearDepthStencilView(
    ID3D11DepthStencilView *pDepthStencilView,
    UINT ClearFlags, FLOAT Depth, UINT8 Stencil);

1．pDepthStencilView：所要清空的深度/模板缓冲区的视图的指针。

2．ClearFlags：当设为D3D11_CLEAR_DEPTH时，表示只清空深度缓冲区；当设为D3D11_CLEAR_STENCIL时，表示只清空模板缓冲区；当设为D3D11_CLEAR_DEPTH| D3D11_CLEAR_STENCIL时，表示同时清空深度/模板缓冲区。

3．Depth：深度缓冲区元素的初始值，它必须是一个在0≤x≤1之间的浮点值。

4．Stencil：模板缓冲区元素的初始值，它必须是一个在0≤n≤255之间的整数值。

我们在示例的每帧中都会调用这个方法，例如：

void MirrorApp::DrawScene()
{
    md3dImmediateContext->ClearRenderTargetView(mRenderTargetView,
                reinterpret_cast<const float*>(&Colors::Black));
    md3dImmediateContext->ClearDepthStencilView(mDepthStencilView,
                D3D11_CLEAR_DEPTH|D3D11_CLEAR_STENCIL,1.0f,0);
}