【DirectX 11 SDK 学习笔记】Direct3D 11 Basics



在这个例子中,将要学习创建一个最小的Direct3D应用的基本元素，这些都是基本的功能属性，包括建立一个窗口和device对象，并且在窗口上显示颜色。

 

建立window：参见上例。

 

建立Direct3D11 device

创建窗口和消息循环的初始步骤在Direct3D9，Direct3D10，和Direct3D11中都是一样的。

 

 

目前，我们有一个可以显示的window了，能够继续创建Direct3D11 device。如果我们要进行渲染，这一步是必须的。

第一步就是创建3个对象：

1.adevice

2.animmediatecontext

3.a swapchain

其中，immediate context是Direct3D 11 中新加的对象。

 

在Direct10中，device对象被用来执行渲染和创建资源。在DirectX11中，这个程序通常通过immediatecontext来执行buffer上的渲染，而且，device中含有很多用来创建资源的函数。swap chain负责将buff数据传送到设备渲染器，而且将内容显示在真正的显示器屏幕上面。

 

通常swap chain包含两个或两个以上的buffer，其中最主要和最重要的是front buffer和back buffer，里面存放的是设备渲染器要按顺序渲染到屏幕上的纹理数据。front buff是正在呈现给用户的数据，就是看见的每一帧哦~而且这个front buffer是只读，不能被修改。back buff是device绘图的渲染目标，一旦完成绘图操作，swap chain将交换这两个buffer，back buffer变成front buffer，然后将交换后的front buffer呈现给用户。

 

如果要创建swap chain，我们首先要填充DXGI_SWAPCHAIN_DESC 结构体，这个结构体是用来描述我们所创建的swap chain，这里有几个值得注意的地方：

BackBufferUsage这个标记告诉应用back buffer将如何使用，如果我们想要渲染back buffer，在这种情况下，我们将这个标记设置为DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT

OutputWindow表示swap chain将用来显示图像到屏幕上的窗口。

SampleDesc 用来开启multi-sampling。由于本例没有使用multi-sampling，所以SampleDesc.Count=1SampleDesc.Quality= 0 将multi-sampling功能关闭。

 

一旦DXGI_SWAPCHAIN_DESC结构体填充完成，我们可以调用D3D11CreateDeviceAndSwapChain函数来创建device和swap chain。下面是创建代码：

 

DXGI_SWAP_CHAIN_DESCsd;
    ZeroMemory( &sd, sizeof(sd));
    sd.BufferCount = 1;
    sd.BufferDesc.Width = 640;
    sd.BufferDesc.Height =480;
    sd.BufferDesc.Format =DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
    sd.BufferDesc.RefreshRate.Numerator =60;
    sd.BufferDesc.RefreshRate.Denominator= 1;
    sd.BufferUsage =DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
    sd.OutputWindow = g_hWnd;
    sd.SampleDesc.Count = 1;
    sd.SampleDesc.Quality = 0;
    sd.Windowed = TRUE;

if(FAILED( D3D11CreateDeviceAndSwapChain( NULL, D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE, NULL, 0,featureLevels, numFeatureLevels,D3D11_SDK_VERSION, &sd, &g_pSwapChain

,&g_pd3dDevice, NULL, &g_pImmediateContext ) ) )
    {
        return FALSE;
    }

 

接下来，我们需要创建render target view。它是Direct3D 11中resource view的一种。Resource view能够让 resource绑定在图形管线上的特定阶段。假若 resource view是C类型，一块在C类型的内存空间中的raw memory能够被转化为任何数据类型，整型数组，浮点数组，结构体，结构体数组等等。如果我们不知道raw memory的类型，它对于我们其实没什么用。Direct3D11 resource也是类似这样来转换的。例如，一个2D texture，类似于一个rawmemory，是原始底层资源，一旦我们拥有了这样的资源，我们可以创建不同的 resource view来绑定这个texture到不同的渲染管线阶段，将texture转换为不同的格式：作为将要渲染的render target，转换为能接受深度信息的depth stencil buffer ，或者作为texture resource，正如C类型能够允许memory chunk通过不同的方式来使用，Direct3D 11 resource views也是一样。

 

之所以我们要创建render target view，是因为我们想将swap chain的back buffer作为渲染目标。这样能够允许 Direct3D 11 在之上进行渲染。首先，我们通过调用GetBuffer()来得到back buffer对象，也可以通过填充D3D11_RENDERTARGETVIEW_DESC来描述将要创建的targetview。通常是CreateRenderTargetView的第二个参数。然而，对于这些教程，使用默认的target view就可以满足需求了，可以通过传递NULL参数来获得默认 target view。若我们已经创建了render target view，我们可以通过immediatecontext接口调用OMSetRenderTargets()来将它绑定到pipeline.这样能够保证pipeline的渲染输出能够写入到back buffer。

下面是创建和设置render target view的代码：

 // Create a rendertarget view
    ID3D11Texture2D*pBackBuffer;
    if( FAILED(g_pSwapChain->GetBuffer( 0, __uuidof( ID3D11Texture2D ),(LPVOID*)&pBackBuffer ) ) )
        return FALSE;
    hr =g_pd3dDevice->CreateRenderTargetView( pBackBuffer, NULL,&g_pRenderTargetView );
    pBackBuffer->Release();
    if( FAILED( hr ) )
        return FALSE;
   g_pImmediateContext->OMSetRenderTargets( 1, &g_pRenderTargetView,NULL );

 

direct3d 11 能够渲染之前，我们还需要做最后一件事情，就是初始化viewport。viewport映射到空间坐标的时候,x和y的范围从-1到1,z范围从0到1,为了渲染一个目标空间,像总所周知的像素空间。在Direct3D 9中，如果应用程序没有建立viewport，将会创建一个和render target尺寸一样的默认viewport。在Direct3D11中，没有默认的viewpoint。所以，在我们能够看到屏幕上的任何东西之前，我们要创建一个viewport。假若我们想要渲染全部输出窗口，我们可以将左上角设置为 (0 , 0),长和宽设置和渲染目标一致。示例代码如下：

D3D11_VIEWPORTvp;
    vp.Width = (FLOAT)width;
    vp.Height = (FLOAT)height;
    vp.MinDepth = 0.0f;
    vp.MaxDepth = 1.0f;
    vp.TopLeftX = 0;
    vp.TopLeftY = 0;
    g_pImmediateContext->RSSetViewports(1, &vp );

修改消息循环：

我们已经建立好了窗口和Direct3D 11 device，而且我们已经准备好渲染了，但是消息循环还有一个问题，它用GetMessage()来获取消息，这个函数的问题在于应用程序窗口队列里面没有消息，会一直阻塞不返回，直到有可以获取的消息出现。所以，如果我们的消息队列是空的，我们的程序会一直等待消息，而不是执行渲染动作。解决方法很简单，只需要用PeekMessage()代替GetMessage()。PeekMessage()具有和GetMessage()一样检索消息功能，但是不会等待消息，PeekMessage()会立即返回结果而不是像GetMessage()会阻塞。我们可以把这点时间利用起来进行渲染。修改后的消息队列，使用PeekMessage()看起来是这样的：

    MSG msg = {0};
    while( WM_QUIT != msg.message)
    {
        if( PeekMessage( &msg, NULL,0, 0, PM_REMOVE ) )
        {
            TranslateMessage( &msg);
            DispatchMessage( &msg);
        }
        else
        {
            Render();  // Do some rendering
        }
    }

渲染代码：

本例中的渲染代码是在Render()函数中调用执行的，渲染最简单的场景，只是将屏幕填充为单一颜色。在Direct3D 11 中，有一个简单的方法来用单色填充渲染目标，就是调用immediate context接口中的ClearRenderTargetView()方法。首先，我们定义一个四个float的数组来描述我们要填充到屏幕的颜色，接下来就是将它传递给ClearRenderTargetView()。在这个例子中，我们选择了一个暗蓝色，一旦我们填充好了back buffer，我们可以调用swap chain的Present()函数来结束渲染。Present()负责将swap chain的 backbuffer的内容呈现到屏幕上，这样，用户就能看见了。

Render()是长这个样子的：

  void Render()
    {
        //
        // Clear the backbuffer
        //
        float ClearColor[4] = { 0.0f,0.125f, 0.6f, 1.0f }; // RGBA
       g_pd3dDevice->ClearRenderTargetView( g_pRenderTargetView, ClearColor);
   
        g_pSwapChain->Present( 0, 0);
    }

编码调试：

缺少头文件和lib库：

解决方法：

1.include头文件和lib目录

2.加入依赖库

d3d11.lib

d3dcompiler.lib

d3dx11d.lib

dxerr.lib

dxguid.lib

运行效果:

程序流程：

1.进入wWinMain函数

2.调用InitWindow函数，初始化窗口，在该函数中调用主要的RegisterClassEx,CreateWindow和ShowWindow函数，将生成的hwnd保存在   g_hWnd中。通过wcex.lpfnWndProc = WndProc;来指定函数WndProc为窗口过程函数。由于windows的程序流程很复杂,在初始化的时候无法跟踪,只能大致了解流程,这些是windows比较底层核心的流程.可以跳过.

3.设置的断点特别注意一定要在ShowWindow处设置断点，否则会看不清流程。

执行流程：

先进入wWinMain函数，执行其中的InitWindow，然后跳回来执行InitDevice，然后进入修改过的消息循环，可以看到不停的PeekMessage，当队列为空的时候，执行Render();