• [D3D] DirectX SDK 2006学习笔记1——框架


    来源:http://www.cnblogs.com/fence/archive/2010/03/12/1683918.html

      友情提醒:所谓的框架是指SDK目录下\Samples\C++\Common路径下的DXUT系列函数包装。学习框架的前提是必须有足够的 Windows API,GUI编程经验,必须熟悉Windows的消息机制,回调机制,最好有万行左右的C/C++编程经验。MFC在这里没有任何用处。另外我觉得最好 在看程序之前对于D3D的所有概念有点了解,什么是vertex,texture,matrix,lighting,mesh等等,以及相关的数学概念。 这些都可以在网上找到中文翻译,帮助你快速入门。

      DXSDK2006和2003版的比起来更新了不少东西,比如DirectX10,还有Managed
    DirectX等等。不过我关心的还是D3D9。除了个别接口的更改之外,DXSDK2006还提供了一套图形控件的类库,它的界面还是很漂亮 的:)如图:
       学习一个框架还是从它的入口学习比较方便,否则容易迷失在无穷无尽的API和层层包装之中。DXSDK2006的框架和2003版的DX9.0c框架有 很大的不同。首先是2003版的框架中提供了一个CD3DApplication类,这个类对于初始化,清除,以及游戏窗口的创建,游戏主循环进行了包 装。这是一个不错的类,不知道为什么在2006版中去掉了。不过不要紧,2006版的框架中提供的一些C包装函数已经足够了。在看这些函数之前,我们还是 先来看看SDK目录下\Samples\C++ \Direct3D\Tutorials中有些什么吧。Tut01_CreateDevice是创建框架,这个程序不用框架,研究一下有助于了解D3D的 大致工作流程。下面是winmain函数中的一部分。
    // Initialize Direct3D
    if( SUCCEEDED( InitD3D( hWnd ) ) )
    {
    // Show the window
    ShowWindow( hWnd, SW_SHOWDEFAULT );
    UpdateWindow( hWnd );
    // Enter the message loop
    MSGmsg;
    while( GetMessage( &msg, NULL, 0, 0 ) )
    {
    TranslateMessage(
    &msg );
    DispatchMessage(
    &msg );
    }
    }


      在消息循环之前有个初始化设备的函数InitD3D( hWnd ),其代码如下:

    HRESULTInitD3D( HWNDhWnd )
    {
    if( NULL == ( g_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) )
    returnE_FAIL;
    D3DPRESENT_PARAMETERSd3dpp;
    ZeroMemory(
    &d3dpp, sizeof(d3dpp) );
    d3dpp.Windowed
    = TRUE;
    d3dpp.SwapEffect
    = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    d3dpp.BackBufferFormat
    = D3DFMT_UNKNOWN;
    if( FAILED( g_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT,
    D3DDEVTYPE_HAL,hWnd,
    D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
    &d3dpp,
    &g_pd3dDevice ) ) )
    {
    returnE_FAIL;
    }
    returnS_OK;
    }
    主要是调用Direct3DCreate9g_pD3D->CreateDevice这两个函数。查看DXSDK文档中关于D3DPRESENT_PARAMETERS的定义,大致了解一下。
    接下来要关心的就是 消息循环了,在回调函数MsgProc中 处理了两个消息,一个是WM_DESTROY, 里面调用了Cleanup函数,另一个是WM_PAINT函数,里面调用了Render函数。Cleanup函数很简单,就是调用D3D对象及其设备对象 的Release函数释放资源,而Render函数就是D3D中最重要的函数了。
    VOID Render()
    {
    if( NULL==g_pd3dDevice)
    return;
    // Clear the backbuffer to a blue color
    g_pd3dDevice->Clear( 0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(0,0,255), 1.0f, 0 );

    // Begin the scene
    if( SUCCEEDED( g_pd3dDevice->BeginScene() ) )
    {
    // Rendering of scene objects can happen here

    // End the scene
    g_pd3dDevice->EndScene();
    }
    // Present the backbuffer contents to the display
    g_pd3dDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL);
    }

      主要调用的函数有BeginScene, EndScene和Present函数。

      对D3D应用程序有了大概了解之后就可以看空框架程序了。这个程序可以在Samples\C++ \Direct3D\EmptyProject中找到。
      从WinMain中的调用可以看到,框架首先设定一堆回调函数,很多事情的是在用户自己写的回调函数中实现。从DXUTInit开始,程序开始调用框架 内的API来完成初始化——创建窗口——创建设备——主消息循环——退出等一系列操作。调查Common目录下DXUT.cpp文件就可以发现 DXUTInit函数干了以下几件事情
         设定开始调用 这个函数的标志符
         InitCommonControls
         保存当前的 sticky/toggle/filter键
         通过事先导入 winmm.dll的方法timeBeginPeriod来确保调用Sleep的准确性
         设定一些标志 附,读取命令行参数
         检查版本
         获 得D3D对象指针。值得一提的是框架中大部分全局变量是通过类DXUTState的静态变量state的get/set方法得到的。这些get/set方 法是用宏定义的,里面调用了加锁和解锁,因此保证了全局变量设定的线程安全。这些全局性的变量包括D3D对象指针,D3D设备对象指针, BackBufferSurfaceDesc,DeviceCaps,窗口HINSTANCE,窗口句柄HWND,焦点句柄HWNDFocus,全屏设备 句柄,窗口设备句柄,窗口客户端矩形,模式切换时窗口客户端矩形,模式切换时全屏客户端矩形,Time,ElapsedTime,FPS数,窗口标题,设 备数据DeviceStats,以及是否暂停渲染,时间是否暂停,窗口是否激活等标志,一些窗口事件等等。这些都可以通过 DXUTGETXXX/DXUTSETXXX/DXUTISXXX系列包装函数获得。
         通过 DXUT_Dynamic_Direct3DCreate9创建D3D对象。很多D3D底层API都是通过动态的方式加载的,这样有利于效率的提高。
         重设全局时钟
         设 定DXUTInited为true。很多DXUT系列的函数都喜欢在入口设定一个开始调这个函数的标志,在出口设定一个这个函数已经被调过的标志,这样可 以在以后再次调用这个函数的时候了解当前什么工作已经做了,什么工作没做需要补做。我想这个主要是用来防止函数重入问题的吧。其他函数中的这一对函数就不 再提了
      呼~第一个函数大致看完了,接下来是DXUTCreateWindow函数。什么?要问DXUTSetCursorSettings为什么 被无视?因为这个函数不重要。DXUTCreateWindow的工作大致是这样的
         判断关于设备 的CallBack有没有设定好
         判断 DXUTInit()有没有被调用成功(注意不是有没有调用)。
         获得焦点句 柄,因为窗口还没有创建,所以这个句柄应该是NULL
         设定 HInstance
         设定窗口类
         注册窗口类
         设定窗口位置 和大小。好长一段代码,汗
         创建窗口。终 于。。。
         设定窗口焦点 句柄,全屏设备句柄,窗口设备句柄
      
      接下来的函数是DXUTCreateDevice。这个函数就是用来选择最优设备并创建的。
         设定参数中的 回调函数和上下文,以备后用
         检查窗口是否 被成功创建,否则再调用一次DXUTCreateWindow
         枚举所有可能 的显示模式。枚举过程非常复杂,用到了CD3DEnumeration中的一些包装函数,这些设备信息包括分辨率,颜色位深等等。这里会用到 DXUTCreateDevice传进来的参数IsDeviceAcceptable
         如果命令行设 定过显示模式,那么将刚才得到的信息覆盖。
         采用某种权重 的算法找出最优显示模式(DXUTFindValidDeviceSettings)
         切 换设备。这里用到了DXUTCreateDevice传进来的参数ModifyDeviceSettings。切换设备时要考虑很多问题:比如需要暂时忽 略WM_SIZE消息;只有在第一次创建设备的时候才用命令行参数;按照需要调用DXUTCreate3DEnvironment和 DXUTReset3DEnvironment;分全屏和窗口设备重设;重设完了根据需要处理WM_SIZE消息;显示窗口,允许WM_SIZE消息等等
      最后是DXUTMainLoop。
         检查是否有重 入问题
         设定进入主循 环标志
         检查设备是否 已经被成功创建,没创建的话用默认参数创建一次
         检查前面三个 函数是否成功调用。汗,又是检查
         处理窗口消 息,注意只有在没有消息处理的时候才调用DXUTRender3DEnvironment()
         在消息循环退 出之后清除加速表。应该是类似SHIFT+X这种键盘加速表的清除吧
         更改主循环标 志
      还是有必要看一下主消息循环中的DXUTRender3DEnvironment
         检查设备是否 丢失
         在窗口模式下 检查桌面分辨率位深设定,以便重设设备
         尝试重设设备 DXUTReset3DEnvironment
         判断上次渲染 到现在时间(elapsed time)决定是否要进行渲染
         调用用户的 FrameMove函数
         调用用户的 FrameRender函数
         调用 Present函数
         更新当前 Frame
         根据命令行检 查是否需要关闭应用程序
      主函数看完之后,剩下的就是一些回调函数了。要正确使用这些回调函数,除了知道它们的作用之外,还需要知道这些函数是何时被调用的。下面是 调用顺序
    • 程序启动:InitApp MsgProc IsDeviceAcceptable ModifyDeviceSettings OnCreateDevice OnResetDevice 渲染主循环
    • 渲染主循环:OnFrameMove OnFrameRender
    • 改变设备:ModifyDeviceSettings OnLostDevice 根据需要调用OnDestroyDevice OnResetDevice 渲染主循环
    • 程序退出:OnLostDevice OnDestroyDevice
      下面是各函数的作用:
    InitApp 初始化一些图形控件和GUI的消息处理函数
    OnCreateDevice 创建设备时的回调函数,用于创建D3DPOOL_MANAGED资源
    OnResetDevice 重设设备时的回调函数,用于创建D3DPOOL_DEFAULT资源
    OnFrameMove 动画实现处,常用于矩阵转换等操作
    OnFrameRender 渲染实现处,常用于渲染场景
    OnLostDevice 设备丢失时的回调函数,释放由OnResetDevice创建的资源
    OnDestroyDevice 设备析构时的回调函数,释放由OnCreateDevice创建的资源
    IsDeviceAcceptable 创建设备时用来对所有可用设备进行过滤的函数
    ModifyDeviceSettings 更改设备时的回调函数,用于实现更改设备时所需做的其他操作
    MsgProc 安排各空件处理消息的顺序
    OnGUIEvent 程序控件绑定的消息处理回调函数
      以上函数均可以更换名字,这里只是用框架默认的函数名字。
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