几何图元的表达

顶点定义
当我们用顶点去定义几何图元时，我们可能用两个顶点去表达一条线，或者三个顶点去表达一个三角形。那么D3D是如何去理解我们给定的N个点的信息呢？
Primitive Topology
一个顶点的集合被称为vertex buffer，他仅仅储存了一个顶点列表在一个连续的内存空间中。当我们需要D3D去组合这个几何图元时，我们需要告诉他顶点的几何拓扑信息。利用void ID3D12GraphicsCommandList::IASetPrimitiveTopology( D3D_PRIMITIVE_TOPOLOGY Topology);

enum D3D_PRIMITIVE_TOPOLOGY 定义了一些例如线，三角等原始拓扑信息。我们提供列表时，利用上一次的设置。直到我们再次调用接口改变了这个信息。

• Point List：D3D_PRIMITIVE_TOPOLOGY_POINTLIST当设置为此时，每一个列表中的顶点都被画为独立的点。
• Line Strip：每一个相邻的顶点相连组成的一些连接的线段。
• Line List：每两个相邻的顶点组成独立的线段。与Line Strip不同的是，他不假设所有的点都相连。
• Triangle Strip：每相邻的3个顶点组成了一些连接的三角形。
  
• Triangle List：3个顶点组成独立的三角形。

Primitives with Adjacency

对于一个三角形，你可以画出3个相邻的3个三角形(adjacent triangles)。这样的信息用于geometry shader几何着色器,其中的某些阴影算法需要用到adj。为了使几何着色器能获取到这些adj，我们必须提交这些数据与三角形一起在vertex buffer中，在这之前我们需要指定D3D_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST_ADJ。需要注意的是，这些adj信息只是用于几何着色器——他们并不会画出来。如果没几何着色器的话，同样的他们并不会画出来。

Control Point Patch List
D3D_PRIMITIVE_TOPOLOGY_N_CONTROL_POINT_PATCHLIST拓扑类型表明了顶点信息用于N个补充控制点。在曲面细分阶段被使用。

Indices
当我们定义多个三角形共顶点时，我们可以使用顶点索引去构建。虽然我们可以使用Triangle strips来解决共顶点问题。但是他没有Triangle Lists那么灵活。所以顶点索引使用例如这样：

Vectex v[4] = {v0,v1,v2,v3};UINT indexList[6] = { 0, 1, 2,//Triangle 00,2,3//Triangle 1}

这样我们把顶点数据的重复放到了索引上。这样的做法not bad当：

1. 索引是一个整型，不需要那么多的内存。
2. 对于高速缓存更加适合。

顶点Shader阶段

顶点shader可以理解为一个输入和输出为顶点的函数。其中的某些函数是由我们自己实现的，所以他被跑在GPU上，十分的快速。一些特殊的效果可以被实现在顶点shader上，例如转换、光照。因为我们顶点shader输入的格式可以多种多样。

本地空间和世界空间

一个物体的定义基本都被定义在他自己的本地空间，这是为了便利性和复用性起见。所以一个物体的世界坐标用 他的本地坐标和本地坐标系与世界坐标系的关系给出。
假定：Qw=(Qx,Qy,Qz,1),uw=(ux,uy,uz,0),vw=(vx,vy,vz,0),ww=(wx,wy,wz,0)是分别描述本地坐标系的原点、x轴、y轴和z轴相对于世界坐标系。所以我们知道，由本地坐标系转换为世界坐标系的矩阵为：

⎡⎣⎢⎢⎢⎢uxvxwxQxuyvywyQyuzvzwzQz0001⎤⎦⎥⎥⎥⎥

我们可以看到，当构建一个世界矩阵时，我们必须直接找出局部空间原点和轴相对于世界空间的坐标。但这在某些时候并不是很简单。一个更普遍的方法是定义W作为一个转换的序列。

W=SRT

View Space
为了形成一个2D的图像，我们必须放置一个虚拟相机在场景中。如果我们知道View Space的Qw=(Qx,Qy,Qz,1),uw=(ux,uy,uz,0),vw=(vx,vy,vz,0),ww=(wx,wy,wz,0)，描述了原点，x轴、y轴和z轴那么我们能得到从View Space转换到世界空间的矩阵。

W=⎡⎣⎢⎢⎢⎢uxvxwxQxuyvywyQyuzvzwzQz0001⎤⎦⎥⎥⎥⎥

得到这个矩阵以后，我们便可以利用W−1来从世界空间转换到View Space。

世界坐标系和ViewSpace通常上只有位置和方向的差异。所以我们可以简化为W=RT。所以这能简化矩阵的逆：

V=W−1=(RT)−1=T−1R−1=T−1RT

假定Q为摄像机的位置，T为摄像机瞄准的点。此外，假定j是单位向量，描述了世界空间中的上方向。在这里 定义为 j=(0,1,0)，那么摄像机拍摄的方向为:

w=T−Q∥T−Q∥

相机的右方向为：

u=j×w∥j×w∥

所以 最后的相机的上方向为：

v=w×u

这样，通过相机瞄准的点、相机的位置和世界坐标系的上方向，我们就可以确定相机坐标系的三个轴在世界坐标系中的表达。就可以求出转换矩阵。

在DirectXMath中，有这样的函数

XMMATRIX XM_CALLCONV XMMatrixLookAtLH( FXMVECTOR EyePosition, // QFXMVECTOR FocusPosition, // TFXMVECTOR UpDirection); // j