上一篇文章比较理论，讲的都是数学，这一篇呢。。。讲的还是基础理论-。-
虽然编程上，实践非常重要，但由于D3D编程有太多的理论知识沉淀，所以，在弄清楚这些概念之后，再开始coding也不迟。
相信很多玩家和我一样，当年曾因为电脑配置差而不能流畅运行一些大型3D游戏，不得已在画面设置上做出许多让步，通过不断的实验得到画面和流畅度的平衡点。这篇文章就从画面设置菜单开始，来介绍3D图形学中的基础概念。顺便再说下，本文中的理论大部分来自Introduction to 3D Game Programming with DirectX 10一书，越来越觉得自己像技术翻译了。。。
=========================================分割线==
首先看上面这张图，是古墓丽影的display setting（google上随便找的，不知道是哪个版本的古墓，反正不是地下世界就是传奇）。这里列出了几个典型的设置项，我们就从这些item中挑几个来分析吧：
1. Anti Aliasing 全屏抗锯齿：
这是非常常见的技术，在Direct X中，抗锯齿技术叫做multisampling，下面来具体讲下这个技术。
由于一个像素点在屏幕上并非是无限小的，因此，任意线条都不可能完美现实在屏幕上。举个简单的例子：
上图中，上面的那条线呈明显的阶梯状，也就是我们所说的"锯齿"，下图，通过对每个点和周围点进行取样，生成一些相似颜色的点，来实现抗锯齿的效果（不确认我这样说是否准确），这就是D3D用到的multisampling（多抽样）技术。当然，提高分辨率可以将锯齿现象减少，通常也会带来较大的性能损失，不过抗锯齿技术也是相当吃性能的。。。
在D3D中，通过改变下面这个结构的值来设抗锯齿效果：
UINT Count;//对每一个像素生成几个取样
UINT Quality;
} DXGI_SAMPLE_DESC, *LPDXGI_SAMPLE_DESC;
如果要开发成熟的3D应用，要考虑到不同级别硬件的要求，可以通过以下代码来check硬件设备是否支持某个级别的抗锯齿：
HRESULT ID3D10Device::CheckMultisampleQualityLevels(
DXGI_FORMAT Format, UINT SampleCount, UINT *pNumQualityLevels);
如果硬件不支持，该函数返回0。（DXGI_FORMAT会在后面提到，如果没忘记的话。。。）
2. Texture 纹理
纹理质量对3D游戏的显示效果有着至关重要的作用，这里就具体讲一下D3D中的Textures。
我们通常认为，纹理就是一张2D图片，微观的说，就是一个矩阵，每个矩阵元素对应一个像素点的颜色，事实上，早期的游戏确实就是这么实现的。不过，到了3D时代，事情变的复杂了很多，纹理的用途很多，在矩阵中的每一个元素不仅对应着一个像素点的颜色，可还可能对应一个数字，一个向量，或者一个数组。有点抽象，具体的说，比如，有种技术叫"mipmap"（这里就不详细解释了，可以去google下），实现这种技术的某种方法就是在纹理中存放mipmap level。当然，同一个纹理文件不可能包含任意信息，同一种纹理类型里存放的数据是固定的。D3D中，通过枚举类型DXGI_FORMAT来设定纹理的类型，下随便举几种纹理类型：
DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT: 每个元素包含三个32位浮点数。
DXGI_FORMAT_R16G16B16A16_UNORM: 每个元素包含4个16位组件对应[0,1]，一般用来做阴影。
这里就不再往细的写了，因为这块具体的算法很多我也不理解，有兴趣的朋友参看http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee418116(VS.85).aspx。
对于类型中的R, G, B, A分别对应red, green, blue, and alpha，前三个是三原色，最后一个代表着透明度，术语叫做阿尔法通道，用过3DMax或者Maya等建模工具的人应该不会陌生。另外需要说明的是，纹理并不一定要存放颜色的信息，比如DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT，可以存放一个三维的向量。
3. Triple Buffering 三倍缓冲
我们经常看到游戏设置里会有双倍缓冲(double buffering)，三倍缓冲（triple buffering）之类的选项。具体是什么意思呢，无论硬件有多快，渲染一个画面都是需要花费一定时间的，一般来说，渲染一个画面是从上往下垂直的顺序渲染的，这样给用户的体验就很不好，我没应该没看过游戏把渲染过程展现给用户的吧，这样画面可是会很闪。。。Swap Chain就是为了避免这种情况设计的技术，实现很简单，就是用一个缓冲区存储下一帧需要渲染的内容，这样，"画"的过程就不会让用户看见了。
具体过程看下面的图解：
Buffer A和Buffer B是两个缓冲区（double buffering），有两个指针指向他们，Front Buffer Ptr始终指向现实给用户的那一帧画面，Back Buffer Ptr则始终指向下一帧，就是要在背后渲染的那一帧，然后通过不断的调换指针指向，来实现swap chain。
如果有三个Buffer，就称为Triple buffering。
Swap chain技术被封装在接口IDXGISwapChain中，具体的后面再说。
4. Depth Buffering 深度缓冲
最后说下这个深度缓冲，事实上，他是一种特殊的纹理，不保存图像信息，保存的是depth信息。事实上，深度信息就是一个0到1的浮点数（0表示该像素离屏幕最近，1最远），每个像素点对应一个depth项。他是用来让3D引擎知道该把哪个像素画在前面，如下图：
四个图形重叠在了同一快位置，但并没有出现前后的错位，具体是怎么实现的呢，虽然不难，但描述有些困难，下面还是有图示先：
上图展示了一种情况，p1,p2,p3分别为三个图形上的三个点，他们重合到了一起，对应到界面上的p点，那p点到底该渲染啥呢，显然是p1嘛，但要让计算机明白这个，需要一个比较麻烦的推导过程（笔者再小小的偷下懒，借用下书上的表格）：
|
Operation |
P |
d |
Description | ||
|
Clear operation |
Black |
1.0 |
Pixel and corresponding depth entry initialized. | ||
|
Draw cylinder |
P3 |
d3 |
Since d3 ≤ d = 1.0, the depth test passes and we update the buffers by setting P = P3 and d = d3. | ||
|
Draw sphere |
P1 |
d1 |
Since d1 ≤ d = d3, the depth test passes and we update the buffers by setting P = P1 and d = d1. | ||
|
Draw cone |
P1 |
d1 |
Since d2 > d = d1, the depth test fails and we do not update the buffers. | ||
推导步骤：
- 清空屏幕：将D 设置为1，也就是最远，然后用一种单一的颜色来填充整个屏幕。假设三个图形的渲染顺序是，圆柱，球和圆锥。
- 不断的判断所需要画的像素的depth值dx，如果他小于当前的D ，就让D=dx，P=当前像素；否则，不做任何处理。
- 一切需要渲染的元素判断完了，讲当前的P渲染。
今天就写到这里吧，其实偶很菜，写这些博文也是为了加深自己对基础的印象，欢迎大牛拍砖。