Lesson 7: 初始化Direct3D

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翻译最新推荐文章于 2026-04-22 04:38:56 发布 597 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Lesson 16： SDK文档：Tutorial 5 3D Transformation分析中文翻译文档： http://blog.sina.com.cn/s/blog_6e1283650101cwy7.html深度缓存：没有它的话，在比较小的轨道中，第二个立方体将总是绘制在第一个立方体的上面，即使当它旋转到第一个立方体的后面的时候。深度缓冲区允许Direct3D检测画在屏幕上每个像素的深度。在Direct3D 11中的默认操作是将要画的每个像素和已经在屏幕上的对应像素的深度进行比较。如阅读详情

原文地址：
http://www.directxtutorial.com/Lesson.aspx?lessonid=11-4-2

COM：
COM是组件对象模型Component Object Model的简称，是一项能够使DirectX独立于编程语言并具备版本向后兼容的技术。
我们常称COM对象为接口，可视它为C++类来使用。在以C++编程语言和COM接口方式开发的DirectX应用程序中，可以直接访问COM接口和对象，许多COM的底层细节都不必考虑。
我们唯一需要知道的一件事情是，我们必须通过特定的函数或其他的COM接口方法来获取指向COM接口的指针，而不能用C++的new关键字来创建COM接口。另外，当我们不再使用某个接口时，必须调用它的Release方法来释放它（所有的COM接口都继承于IUnknown接口，而Release方法是IUnknown接口的成员），而不能用delete语句——COM对象在其自身内部实现所有的内存管理工作。

Direct3D提供的是一组软件接口，我们可以通过这组接口来控制绘图硬件：

device->CreateRenderTargetView()

device->Release()

尽管COM为我们隐藏了很多复杂的细节，但仍有四点需要我们知道：

1.一个COM对象是被接口控制的一个类或者类的集合。。上述例子中，device就是一个COM接口对象。

2.每种类型的COM对象都有一个独特的ID

3.当完成对一个COM对象的使用的时候，必须调用Release()函数来释放它的内存以及关闭它的线程。

4.COM对象很容易识别，一般以I开头命名，例如’ID3D10Device’

Direct3D头文件：

// include the basic windows header files and the Direct3D header files
#include <windows.h>
#include <windowsx.h>
#include <d3d11.h>
#include <d3dx11.h>
#include <d3dx10.h>

// include the Direct3D Library file
#pragma comment (lib, "d3d11.lib")
#pragma comment (lib, "d3dx11.lib")
#pragma comment (lib, "d3dx10.lib")

// global declarations
IDXGISwapChain *swapchain;             // the pointer to the swap chain interface
ID3D11Device *dev;                     // the pointer to our Direct3D device interface
ID3D11DeviceContext *devcon;           // the pointer to our Direct3D device context

// function prototypes
void InitD3D(HWND hWnd);     // sets up and initializes Direct3D
void CleanD3D(void);         // closes Direct3D and releases memory

// the WindowProc function prototype
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

d3d11.h文件包含了Direct3D的主要部分，d3dx11.h包含了Direct3D的扩展内容，对图形库不是必要的，但是对写游戏和其他图形程序很方便。
注意：不是所有的编译器都能自动定位这些文件，你需要设置你的project去DirectX SDK的文件夹中查找，visual studio设置教程：here

Direct3D 11是Direct3D 10的扩充，因此它从Direct3D 10中延续了许多宏定义，函数和类。d3dx10.h头文件允许我们在程序中使用这些。

“#pragma comment”指令将指定一块信息放置在你的project对象文件中。通过第一个参数，表明我们想为它添加一个库，然后第二个参数指定内容。所以这些指令包含了Direct3D 11的库文件。

ID3D11Device *dev;
这个变量是设备的一个指针。
这行代码意味着我们创建了一个叫ID3D11Device的COM接口对象。我们间接通过这个指针来使用这个接口对象。

ID3D11DeviceContext *devcon;
这个变量是一个设备上下文的COM接口对象的指针。
设备上下文和设备类似，但它用于管理GPU和渲染流水线（大部分用于处理显存）。这个接口对象用于渲染图形以及决定何时被渲染。
IDXGISwapChain *swapchain;
这个变量是交换链的接口对象的指针。
注意到这个接口对象不是属于Direct3D的，而是DXGI的一部分。

启用Direct3D：
第一步实际上就是创建并初始化上述的COM接口对象：

// this function initializes and prepares Direct3D for use
void InitD3D(HWND hWnd)
{
    // create a struct to hold information about the swap chain
    DXGI_SWAP_CHAIN_DESC scd;

    // clear out the struct for use
    ZeroMemory(&scd, sizeof(DXGI_SWAP_CHAIN_DESC));

    // fill the swap chain description struct
    scd.BufferCount = 1;                                    // one back buffer
    scd.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;     // use 32-bit color
    scd.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;      // how swap chain is to be used
    scd.OutputWindow = hWnd;                                // the window to be used
    scd.SampleDesc.Count = 4;                               // how many multisamples
    scd.Windowed = TRUE;                                    // windowed/full-screen mode

    // create a device, device context and swap chain using the information in the scd struct
    D3D11CreateDeviceAndSwapChain(NULL,
                                  D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
                                  NULL,
                                  NULL,
                                  NULL,
                                  NULL,
                                  D3D11_SDK_VERSION,
                                  &scd,
                                  &swapchain,
                                  &dev,
                                  NULL,
                                  &devcon);
}

DXGI_SWAP_CHAIN_DESC scd;
为了创建swap chain，我们填充一个DXGI_SWAPCHAIN_DESC结构体，这个结构体描述了我们要创建交换链的对象属性。它的变量虽然很多，但是我们只要关心一小部分就可以了。
为了创建swap chain，我们填充一个DXGI_SWAPCHAIN_DESC结构体，DXGI_SWAPCHAIN_DESC结构体描述了我们要创建swap chain的对象属性。DXGI_SWAPCHAIN_DESC结构体的变量虽然多，但是我们只要关心一小部分就可以了。

ZeroMemory(&scd, sizeof(DXGI_SWAP_CHAIN_DESC));
快速对整个scd结构体清空。

scd.BufferCount = 1;
这个成员决定了我们交换链中要使用的后台缓冲区数量。

scd.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
这个成员决定了颜色的格式，在前台缓冲区和后台缓冲区，每个像素是以颜色来存储的。

scd.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
这个成员决定了我们将要如何使用我们的交换链。
这个参数大多数从下面两个中取值：
这里写图片描述
scd.OutputWindow = hWnd;
这个值决定了Direct3D应该绘制在哪个窗口。

scd.SampleDesc.Count = 1;
像素多采样抗锯齿，最小值为1，最大值为4，越高抗锯齿越好。

Multisample Anti-Alias (MSAA)：
这里写图片描述

scd.Windowed = TRUE;
Direct3D运行在窗口中设为TRUE，全屏则设为FALSE。

D3D11CreateDeviceAndSwapChain()：
这是一个很大的函数，但实际上我们写的每个游戏程序里，大部分参数都是一样的。
这个函数用于创建设备，设备上下文以及交换链的COM接口对象。一旦我们创建好了，我们可以使用它来实现渲染。

函数的原型如下：

HRESULT D3D11CreateDeviceAndSwapChain(
    IDXGIAdapter *pAdapter,
    D3D_DRIVER_TYPE DriverType,
    HMODULE Software,
    UINT Flags,
    D3D_FEATURE_LEVEL *pFeatureLevels,
    UINT FeatureLevels,
    UINT SDKVersion,
    DXGI_SWAP_CHAIN_DESC *pSwapChainDesc,
    IDXGISwapChain **ppSwapChain,
    ID3D11Device **ppDevice,
    D3D_FEATURE_LEVEL *pFeatureLevel,
    ID3D11DeviceContext **ppDeviceContext);

IDXGIAdapter *pAdapter,
这个值表明Direct3D应该使用的图形适配器。图形适配器指的是GPU和它的显存以及数模转换器等等。而我们只要设为NULL，表明使用默认适配器，交给DXGI决定就好了。

D3D_DRIVER_TYPE DriverType,
这个参数决定了Direct3D创建时应该使用的驱动类型。

有下列参数可选：
这里写图片描述

HMODULE Software,
DLL中的一个软件光栅句柄。通过LoadLibrary，LoadLibraryEx，或GetModuleHandle来获取这个句柄。
当D3D_DRIVER_TYPE值为D3D_DRIVER_TYPE_SOFTWARE时，这个值必须不为NULL，否则无效。

UINT Flags,
该参数用于运行层（参考D3D_CREATE_DEVICE_FLAG）。可用逻辑符号OR来操作。

这个参数可有以下取值：
这里写图片描述

D3D_FEATURE_LEVEL *pFeatureLevels,
这个指针指向一个D3D_FEATURE_LEVEL数组，来决定创建时排序的功能级别。默认使用最佳的功能级别。
在Direct3D 11中，我们设置为NULL就好了。

UINT FeatureLevels,
pFeatureLevels中的元素数量.。设置为NULL即可。

UINT SDKVersion,
SDK版本；始终使用D3D11_SDK_VERSION

DXGI_SWAP_CHAIN_DESC *pSwapChainDesc,
这个指针指向一个交换链接描述（参考：DXGI_SWAP_CHAIN_DESC），包含用于这个交换链接的初始化参数。
我们设置为交换链scd的地址。

IDXGISwapChain **ppSwapChain,
返回一个IDXGISwapChain对象的指针地址，这个交换链接用于渲染。

ID3D11Device **ppDevice,
返回一个创建好的 ID3D11Device对象的指针地址。供应一个NULL指针，返回一个pFeatureLevel中所支持的最高功能级别。
这里我们定义了ID3D11Device接口对象的指针为dev，所以设置为dev的地址。

D3D_FEATURE_LEVEL *FeatureLevel,
返回一个D3D_FEATURE_LEVEL指针，它来着pFeatureLevel中设备所支持的第一个元素。
设置为NULL即可。

ID3D11DeviceContext **ppImmediateContext
返回一个ID3D11DeviceContext对象指针，它代表这个设备上下文。
这里我们定义这接口对象为devcon，所以我们将devcon的地址放在这个参数中。

最终，这个函数使用如下：

D3D11CreateDeviceAndSwapChain(NULL,
                              D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
                              NULL,
                              NULL,
                              NULL,
                              NULL,
                              D3D11_SDK_VERSION,
                              &scd,
                              &swapchain,
                              &dev,
                              NULL,
                              &devcon);

关闭Direct3D：
创建Direct3D之后，使用完毕，我们必须将它关闭。

很简单，只有三行命令：

// this is the function that cleans up Direct3D and COM
void CleanD3D()
{
    // close and release all existing COM objects
    swapchain->Release();
    dev->Release();
    devcon->Release();
}

我们通过调用设备的接口对象的Release()函数来释放内存，以便计算机可以回收不被占有的内存。如果不进行释放，它将一直在后台运行。

补充：
硬件设备（hardware device）是一个运行在显卡上的D3D设备，在所有设备中运行速度是最快的。这将是我们日后讨论最多的一种类型。

软件驱动设备（software driverdevice）是开发人员自己编写的用于Direct3D的渲染驱动软件。这种方式通常不推荐用于高性能或者对性能要求苛刻的应用程序，下面介绍的WARP设备将是更好的选择。

D3D设备一般都是设备本身和硬件之间的通信，而D3D上下文是一种描述设备如何绘制的渲染设备上下文，这也包含了渲染状态和其他的绘图信息。
交换链是设备和上下文将要绘制的渲染目标。

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