C++Directx11开发笔记三：绘制图形

在前面我们讲过了如何初始化D3D11Device设备初始化等等，这里所讲的绘制图形将在上一篇文章的项目里进行扩展，在屏幕中绘制图形。在3D的呈现中最小的单位为三角形，无论我们看到的是多么大或多么小的，都是有一个或很多个三角形通过各种方向，角度构成的，当然这会涉及到很多数学中的几何学问题，最悲剧的就是我在大学里却没学好代数以及几何学，有学也忘记了。不过Directx SDK中以及为我们解决了很多几何上的问题，通过他们的方法就可以得到结果，说了这么多目的就是我告诉大家，要掌握高阶运用，必然要学会基础知识，所以我们这里就来学习一下如何在屏幕上绘制一个三角形，并涂上颜色。

一个三角形由三个点组成，也可以说坐标。在坐标系里，三个不同的点就可以组成一个唯一的三角形，当然也就是唯一的面，我想3D图形是由很多个面组成的，这也就是最小单位为三角形的原因。为了能够让GPU（就是显卡中的CPU，简单的认为一下，(*^__^*) ）呈现三角形，我们必须告诉他三个点的坐标，那样他才能够在屏幕中显示出来。例如：在2D中，我们要在屏幕中画出如下的图示的三角形，就必须告诉GPU他们三个顶点(0,0),(0,1),(1,0)的坐标，那样GPU才能够画出他们。

$\"\"$

我们已经知道要把顶点告诉GPU，但是如何告诉他们呢？在Direct3D 11中，顶点信息如三角形三个顶点的坐标是存储在一个缓存资源中的，叫做顶点缓存（Vertex Buffer）。我们必须创建一个足够大的顶点缓存，让他能够承载三角形的三个顶点坐标信息。

INPUT LAYOUT

一个顶点不只包含一个坐标，还可能包含一个或多个颜色值，纹理坐标等等，而Input Layout就是定义这些信息如何在内存中存储：不同数据类型将会有不同的大小，当然不同的大小也决定着不同的存储顺序。和C语言很像，一个顶点一般使用一个结构来定义。在这里，我们只需要定义一个三角形顶点的坐标，所以我们只要使用XMFLOAT3来定义一个坐标，具体代码如下：

// 3D Vector; 32 bit floating point components
typedef struct _XMFLOAT3
{
    FLOAT x;
    FLOAT y;
    FLOAT z;

#ifdef __cplusplus

    _XMFLOAT3() {};
    _XMFLOAT3(FLOAT _x, FLOAT _y, FLOAT _z) : x(_x), y(_y), z(_z) {};
    _XMFLOAT3(CONST FLOAT *pArray);

    _XMFLOAT3& operator= (CONST _XMFLOAT3& Float3);

#endif // __cplusplus

} XMFLOAT3;

// 以上是XMFLOAT3的结构信息，在3D中坐标的结构

struct SimpleVertex
{
    XMFLOAT3 Pos;  // Position
};

我们定义了一个SimpleVertex结构，就是为了存储三角形的顶点坐标，为了能够让GPU了解并且能够在内存中获得相关信息，我们就必须使用到Input Layout。在Direct 3D 11中，一个Input Layout被定义成能够让GPU识别的结构信息，每一个顶点属性可以使用一个叫D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC结构来进行描述。不同的顶点信息可以通过定义一个数组来解决这个问题，那样每一个顶点都能够进行描述，下面让我们来了解一下这个结构的具体属性。

typedef struct D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC    {
    LPCSTR SemanticName;
    UINT SemanticIndex;
    DXGI_FORMAT Format;
    UINT InputSlot;
    UINT AlignedByteOffset;
    D3D11_INPUT_CLASSIFICATION InputSlotClass;
    UINT InstanceDataStepRate;
    }     D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC;

属性说明：

SemanticName：用来描述目的或名称的字符，只要任何符合C语言结构的字符串都可以使用，并且忽略大小写，比如用于描述顶点坐标可以使用“POSITION”字符串。
SemanticIndex：这个用来描述索引，当SemanticName相同的情况下就可以使用索引来描述到底哪个才是当前需要的。因为一个顶点可能包含多个颜色，或纹理坐标等等，例如多个颜色可以使用如COLOR0,COLOR1来描述，也可以都是用COLOR来描述，使用0和1来填充SemanticIndex。
Format：描述这个数据的数据类型，如：DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT描述3个32位的float数据类型，即12字节长度；而DXGI_FORMAT_R16G16B16A16_UINT表示4个16位的uint数据类型，即8字节长度。
InputSlot：输入槽，在前面提到过的，每一个顶点信息都通过一个Vertex Buffer输入让GPU识别，在Direct 3D 11中多个顶点信息可以同时的输入，最多可以有16个，这样就需要让GPU知道当前将使用哪个Vertex Buffer信息，也就是这个值将在0到15之间了。
AlignedByteOffset:内存偏移量，告诉GPU当前缓存内存起始偏移量。
InputSlotClass:这个一般使用D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA来填充，当使用实例数据类型时，将使用D3D11_INPUT_PER_INSTANCE_DATA，这个是比较高级的或许在我们以后的学习当中会遇到，这里我们不大清楚，就先放过。
InstanceDataStepRate:这个用于D3D11_INPUT_PER_INSTANCE_DATA时候，如果不是则必须将其设置为0。

了解了上面的信息，我们就可以定义我们自己的

D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC了，具体代码如下所示： 1     // Define the input layout
2     D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC layout[] =
3     {
4         { \"POSITION\", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 0, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
5     };
6     UINT numElements = ARRAYSIZE( layout );

Vertex Layout

顶点布局主要就是为了给顶点着色器(Vertex Shader)提供计算的【注：也许这个描述不正确】，为了创建一个顶点布局就需要顶点着色器输入签名，我们使用ID3DBlob接口对象来描述，而ID3DBlob接口通过D3DX11CompileFromFile来检索顶点着色器包含签名的二进制数据。只要我们有了这个数据，就可以通过ID3D11Device::CreateInputLayout()方法来创建我们的Vertex Layout对象，和使用ID3D11DeviceContext::IASetInputLayout()方法来激活它，具体代码如下：

2 if

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