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  • 如何使用DXUT框架

    DXUT是什么?

    DXUT即DirectX Utility Library,它是微软为DirectX Samples写的一个框架,有了这个框架,Sample的构建就方便多了,这个框架实际上抽取了构建Sample的公共代码,比如处理窗口消息,处理设备丢失与重设等等,将这些代码提取出来放到DXUT中,便于每个Sample重用。这样一来,我们就可以从繁重的重复代码中解脱出来,专注于编写customer code。

    下面我们就看一下如何用DXUT框架造自己的DirectX程序。在这里我使用的DirectX SDK版本是March 2008, 编译器是VSTS2008

    想要使用DXUT,必须安装DirectX SDK,这里下载

    使用DXUT

    伴随DirectX SDK发布的不只是类库,Demo,还有许多实用的工具,比如Sample Browser便是其中之一,这个工具主要是用来浏览和管理DX的Samples。通过这个工具可以查看DX中各种各样的Sample,并且可以安装,微软十分任性化,提供了一个空的工程在这里,该工程只有框架的代码,没有实际的渲染内容。我们下面要做的就是在这个框架里面添加自己的代码。首先,启动DirectX Sample Browser(开始菜单,DirectX目录下),在里面找到"Empty Project"工程,点击InstallProject按钮来安装它

    安装提示后会提示是否打开工程目录,打开工程之后,你会看到这个空的工程已经包含了许多代码,但是这些都是框架代码,没有做任何实际的渲染,你可以编译并运行这个程序,当然你只会得到一个蓝色的窗口,里面空无一物。也很美,不是么?

    不要小看这个毫无内容的窗口,实际上DUXT已经为你完成了许多棘手的工作,比如处理窗口大小变化的代码,如果自己写,是要费一番功夫的。好了,下面我们来润色一下,添加点东西进去,就像许多程序设计语言的第一课都以hello world为例一样,大多数图形学教程的第一个模型都是以teapot为例,我们也不例外,就画一个茶壶吧。

    在D3D中,绘制一个model大体要这么四步,我们就以茶壶为例,这四步搞懂了,下面就好理解了

    1. 定义mesh

    2. 创建mesh

    3. 绘制mesh

    4. 释放mesh

    说点题外话,什么是mesh

    说了如此多的mesh,那么到底什么是mesh呢?我在刚刚接触这个词的时候,也很茫然,这个词的中文译名基本是网格。在D3D中,最小的几何图元是三角形,说它最小,是因为不可再细分了,也就是说在D3D中,无论多么复杂的模型,最终都可以分解为若干个三角形,这个并不难理解,比如我想画一个正方形,就可以使用两个等腰直角三角形拼接一个,我想画个立方体,则可以用若干个正方形来拼接。即使是一个球体,也可以用若干个三角形组合而成,这么多的三角形放到一起,看起来就行成了很多网格,我想大概这就是mesh的来历吧。

    对比下面两张图,你可以更清楚的明白mesh的含义

    模型

    对应的网格

    以下所提到的函数,都是EmptyProject.cpp中的代码

    好了,下面开始绘制茶壶的详细步骤。

    首先声明一个全局变量,用来保存茶壶对应的mesh

    1 ID3DXMesh* mesh = 0// mesh pointer for teapot

    然后,在OnD3D9CreateDevice函数中创建teapot

    1 D3DXCreateTeapot(pd3dDevice, &mesh, NULL) ;

    在OnD3D9FrameRender函数中绘制teapot,注意,绘制代码一定要放在BeginScene和EndScene之间

    1 // Render the scene
    2 if( SUCCEEDED( pd3dDevice->BeginScene() ) )
    3 {
    4     mesh->DrawSubset(0) ; //绘制茶壶
    5     V( pd3dDevice->EndScene() );
    6 }
    7 

    最后,当绘制结束时要清理mesh,在OnD3D9DestroyDevice函数中释放mesh

    1 if(mesh != NULL)
    2     mesh->Release() ;//释放mesh
    3 

    好了,编译运行。。。如果不出意外的话,你肯定看不到茶壶,而是一条黑线

    为什么呢?再漂亮的美女,站在你背后,你也欣赏不到美,计算机就更笨了,你得告诉它看什么,向哪里看,这就需要设置设置view matrix和projection matrix,现在来设置它们,定义一个函数SetupMatrix,如下

    Code

    并在OnD3D9FrameRender函数中调用之

    1 SetupMatrix(pd3dDevice) ; // 调用自定义的SetupMatrix函数
    2 
    3 // Render the scene
    4 if( SUCCEEDED( pd3dDevice->BeginScene() ) )
    5 {
    6     mesh->DrawSubset(0) ;
    7     V( pd3dDevice->EndScene() );
    8 }
    9 

    好了,再次编译并运行,哇,茶壶出现了!

    可是仍然是黑色的,黑的不好看,来个彩色的吧,OK,继续!

    要想使Model丰富多彩,就要设置材质(material)和光照,这两个属性决定了Model的最终颜色,简单解释一下这两个属性,和现实生活中的情况是一样的。同一束光照在不同的材质上效果是不同的,比如一束光在石头上和照在玻璃上效果肯定不一样。所以材质是决定光照的一个因素,也就是光的反射程度,映射到D3D中就是设置材质的漫射光属性。另一个就是关照本身了,在这里我们使用平行光。于是添加如下函数设置光照效果。diffuse表示漫射光,而ambient表示环境光,一般将他们的值设为相同r,g,b分别表示红,绿,蓝三种颜色的程度,范围是0.0-1.0,在这里r和g设置为1.0而b设置为0.0,实际上构造了一个反射黄色光的材质,也就是我们最终看见的model颜色将是黄色。

    再将入射光定为白色,方向指向x轴正向。

    一般来说,D3D程序通常将入射光设置为白色,而通过设置材质来决定最终的反射光颜色,本例即如此。

    Code

    在OnD3D9FrameRender函数中调用之

    1 SetupMatrix(pd3dDevice) ;
    2 SetupLight(pd3dDevice) ;
    3 

    再次编译运行,哇,经典的蓝黄配!

    但是这个茶壶是固定的,如何让它动起来呢,使之可以响应用户的输入。这就需要用到DXUT的Camera类,这里我们使用ModelViewCamera来实现,默认情况下,生成的EmptyProject是不包含Camera类的,所以我们要手动添加,来到程序所在目录,将DXUT-Optional文件夹下的DXUTres.h,DXUTres.cpp,DXUTcamera.h和DXUTcamera.cpp四个文件加入到工程中的DXUT文件夹下

    在EmptyProject.cpp文件头部加上下面一句,以便可以使用camera类

    1 #include "DXUTCamera.h"

    定义一个全局变量保存model camera

    1 CModelViewerCamera modelCamera ;

    在OnD3D9CreateDevice函数中设置view matrix

    eyePt 眼睛 位于z轴的负半轴5个单位距离处,DirectX使用左手系,z轴正向指向屏幕内部。

    lookAt 视点 位于坐标原点

    通过这个设置,我们相当于在z轴负半轴5个单位距离处朝坐标原点看

    至于向上向量,camera类会为我们设置,一般是 D3DXVECTOR3 up(0.0f, 1.0f, 0.0f)

    1 D3DXVECTOR3 eyePt(0.0f0.0f-5.0f);
    2 D3DXVECTOR3 lookAt(0.0f0.0f0.0f);
    3 modelCamera.SetViewParams(&eyePt, &lookAt) ;
    4 

    在OnD3D9ResetDevice函数中设置投影矩阵

    Code

    注意,到这里时,上面那个自定义的SetupMatrix函数就可以不用了,因为我们使用Camera来处理矩阵了

    在OnFrameMove函数中调用camera的FrameMove函数

    1 modelCamera.FrameMove(fElapsedTime);

    在MsgProc函数中调用camera的消息处理函数,这使得model camera可以处理鼠标消息

    1 modelCamera.HandleMessages(hWnd, uMsg, wParam, lParam) ;

    最后,也是最重要的,是OnD3D9FrameRender函数中的代码

    在每一帧开始绘制之前,我们要取得当前的矩阵并应用到当前的Scene中

    Code

    好了,运行程序看看,貌似和前一次没什么区别啊?区别大了!现在你可以:

    拖动鼠标左键旋转model,注意旋转model时光照效果不变

    拖动鼠标右键旋转camera,注意旋转camera时光照会发生明暗变化,因为我们的视点变了,这就好比一束光照向茶壶的正面,茶壶不动,光的方向也不改变,而你作为观察者围着茶壶转,当你转到茶壶背面时,你将看到比较暗的一面。

    滑动鼠标滚轮,向前滑动时,是zoom in,茶壶会被放大,向后滑动时,是zoom out,茶壶会被缩小。

    下载完整代码 如果编译链接有问题,请来这里

    happy coding!

    转载请注明出处!

    作者:zdd
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