【D3D Review】3

色彩：
D3D中存储颜色的数据结构：
1.D3DCOLOR:
定义： typedef DWORD D3DCOLOR;
就是说D3DCOLOR就是一个DWORD；所以要用宏把颜色分量转化成DWORD。
例如：

1. D3DCOLOR brightRed = D3DCOLOR_ARGB(255, 255, 0, 0);
2. D3DCOLOR someColor = D3DCOLOR_ARGB(255, 144, 87, 201);

而D3DCOLOR_XRGB宏就是把高字节设为ff：

1. #define D3DCOLOR_XRGB(r,g,b) D3DCOLOR_ARGB(0xff,r,g,b)

2.D3DCOLORVALUE:
定义：

1. typedef struct _D3DCOLORVALUE {
2. float r; // the red component, range 0.0-1.0
3. float g; // the green component, range 0.0-1.0
4. float b; // the blue component, range 0.0-1.0
5. float a; // the alpha component, range 0.0-1.0
6. } D3DCOLORVALUE;

可见能够表示的颜色数更多了，而每个颜色的数据量也大了，4个字，是D3DCOLOR的4倍。

3.D3DXCOLOR：
增加了运算，用起来更为方便。
定义：

1. typedef struct D3DXCOLOR
2. {
3.     #ifdef __cplusplus
4.     public:
5.     D3DXCOLOR() {}
6.     D3DXCOLOR( DWORD argb );
7.     D3DXCOLOR( CONST FLOAT * );
8.     D3DXCOLOR( CONST D3DXFLOAT16 * );
9.     D3DXCOLOR( CONST D3DCOLORVALUE& );
10.     D3DXCOLOR( FLOAT r, FLOAT g, FLOAT b, FLOAT a );
11.     // casting
12.     operator DWORD () const;
13.     operator FLOAT* ();
14.     operator CONST FLOAT* () const;
15.     operator D3DCOLORVALUE* ();
16.     operator CONST D3DCOLORVALUE* () const;
17.     operator D3DCOLORVALUE& ();
18.     operator CONST D3DCOLORVALUE& () const;
19.     // assignment operators
20.     D3DXCOLOR& operator += ( CONST D3DXCOLOR& );
21.     D3DXCOLOR& operator -= ( CONST D3DXCOLOR& );
22.     D3DXCOLOR& operator *= ( FLOAT );
23.     D3DXCOLOR& operator /= ( FLOAT );
24.     // unary operators
25.     D3DXCOLOR operator + () const;
26.     D3DXCOLOR operator - () const;
27.     // binary operators
28.     D3DXCOLOR operator + ( CONST D3DXCOLOR& ) const;
29.     D3DXCOLOR operator - ( CONST D3DXCOLOR& ) const;
30.     D3DXCOLOR operator * ( FLOAT ) const;
31.     D3DXCOLOR operator / ( FLOAT ) const;
32.     friend D3DXCOLOR operator * (FLOAT, CONST D3DXCOLOR& );
33.     BOOL operator == ( CONST D3DXCOLOR& ) const;
34.     BOOL operator != ( CONST D3DXCOLOR& ) const;
35.     #endif //__cplusplus
36.     FLOAT r, g, b, a;
37. } D3DXCOLOR, *LPD3DXCOLOR;

注意：顶点颜色只能是D3DCOLOR（固定管线），D3DXCOLOR不允许进行点积和叉积运算。

光：
D3D中有三种光：
1.Ambient Light【环境光】
2.Diffuse Light【漫射光】
3.Specular Light【镜面光】

1. // 打开镜面光
2. Device->SetRenderState(D3DRS_SPECULARENABLE, true);

光用D3DCOLORVALUE或D3DXCOLOR结构来描述：

1. D3DXCOLOR redAmbient(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
2. D3DXCOLOR blueDiffuse(0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f);
3. D3DXCOLOR whiteSpecular(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

D3DXCOLOR用于描述光时，alpha值是忽略的。

材质：

1. typedef struct _D3DMATERIAL9 {
2.   D3DCOLORVALUE Diffuse, Ambient, Specular, Emissive;
3.   float Power;
4. } D3DMATERIAL9;
   

Diffuse：指定表面反射漫射光的数量；
Ambient：指定表面反射环境光的数量；
Specular：指定表面反射镜面光的数量；
Emissive：This component is used to add to the overall color of the surface, making it appear brighter like its giving off its own light.
Power：指定镜面高光的锐利程度，值越大高光越锐利。

可用于一个红色物体的材质：

1. D3DMATERIAL9 red;
2. ::ZeroMemory(&red, sizeof(red));
3. red.Diffuse = D3DXCOLOR(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // red
4. red.Ambient = D3DXCOLOR(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // red
5. red.Specular = D3DXCOLOR(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // red
6. red.Emissive = D3DXCOLOR(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // no emission
7. red.Power = 5.0f;

通过设置材质的值来控制反射每种灯光的数量来表现物体的颜色。

固定管线的顶点没有材质属性，需要调用IDirect3DDevice9::SetMaterial(CONST D3DMATERIAL9* pMaterial)方法来设置顶点的材质。

1. D3DMATERIAL9 blueMaterial, redMaterial;
2. ...// set up material structures
3. Device->SetMaterial(&blueMaterial);
4. drawSphere(); // blue sphere
5. Device->SetMaterial(&redMaterial);
6. drawSphere(); // red sphere

类似OpenGL的状态机

顶点法线：

带法线的顶点结构示例：

1. struct Vertex
2. {
3.    float _x, _y, _z;
4.    float _nx, _ny, _nz;
5.    static const DWORD FVF;
6. }
7. const DWORD Vertex::FVF = D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL;

单一多边形可以用面法线来代替顶点法线，下面是计算面法线的示例函数：

1. void ComputeNormal(D3DXVECTOR3* p0,
2.                     D3DXVECTOR3* p1,
3.                     D3DXVECTOR3* p2,
4.                     D3DXVECTOR3* out)
5. {
6.     D3DXVECTOR3 u = *p1 - *p0;
7.     D3DXVECTOR3 v = *p2 - *p0;
8.     D3DXVec3Cross(out, &u, &v);
9.     D3DXVec3Normalize(out, out);
10. }

如果一个顶点被多个多边形共享，那么就不可以简单的用其中一个多边形的面法线来代替顶点法线，可以用所有面法线的均值来近似：
Vn = (n0 +n1 + n2+ ...+n(m-1))/m

光源：

点光源：
方向光源：
聚光灯：内外两个光锥，

1. typedef struct _D3DLIGHT9 {
2.         D3DLIGHTTYPE Type;          // 指定光源类型，D3DLIGHT_POINT, D3DLIGHT_SPOT,
   
3.                                     // D3DLIGHT_DIRECTIONAL
4.         D3DCOLORVALUE Diffuse;      // 此光源发出的漫射光颜色
5.         D3DCOLORVALUE Specular;
6.         D3DCOLORVALUE Ambient;      // 此光源发出的环境光颜色
7.         D3DVECTOR Position;         // 光源坐标，对方向光无意义
8.         D3DVECTOR Direction;        // 光源在世界坐标系的照射方向，对点光源无意义
9.         float Range;                // 照射的距离，对方向光无意义
10.         float Falloff;              // 只用于聚光灯，内锥到外锥的强度衰减，通常为1.0f
11.         float Attenuation0;         // 常量衰减，光强的传播距离衰减，不适用于方向光
12.         float Attenuation1;         // 线性衰减                    
13.         float Attenuation2;         // 二次衰减        
14.         float Theta;                // 内锥角度，单位弧度
15.         float Phi;                  // 外锥角度，单位弧度
16. } D3DLIGHT9;

D3D中初始化光源的方法：

1. namespace d3d
2. {
3. .
4. .
5. .
6. D3DLIGHT9 InitDirectionalLight(D3DXVECTOR3* direction,D3DXCOLOR* color);
7. D3DLIGHT9 InitPointLight(D3DXVECTOR3* position,D3DXCOLOR* color);
8. D3DLIGHT9 InitSpotLight(D3DXVECTOR3* position,D3DXVECTOR3* direction,D3DXCOLOR* color);
9. }

创建一个平行于x轴正向的方向光

1. D3DXVECTOR3 dir(1.0f, 0.0f, 0.0f);
2. D3DXCOLOR c = d3d::WHITE;
3. D3DLIGHT9 dirLight = d3d::InitDirectionalLight(&dir, &c);

1. Device->SetLight(
2.                 0, // element in the light list to set, range is 0-maxlights
3.                 &light);// address of the D3DLIGHT9 structure to set
5. Device->LightEnable(
6.                     0, // the element in the light list to enable/disable
7.                     true); // true = enable, false = disable