模版缓存2

当实现一个镜面，一个物体假如在一面镜子前那么它就会被反射。然而，我们不想测试空间一个物体是否在一面镜子前，要做它是非常复杂的。因此，为了简化事 情，我们总是反射物体并且无限制地渲染它。但是这样就有一个象本章开头的图8.1一样的问题。即，物体反射被渲染到了没有镜子的表面。我们能够用模板缓存 来解决这个问题，因为模板缓存允许我们阻止渲染在后缓存中的特定区域。因此，我们使用模板缓存来阻止渲染被反射的不在镜子里的茶壶。下面的步骤简要的说明 了怎样实现：

1、 正常渲染所有的场景——地板，墙，镜子和茶壶——不包含反射的茶壶。注意这一步没有修改模板缓存。

2、 清除模板缓存为0。图8.3显示了后台缓存和模板缓存。

3、 渲染只有镜子部分的图元到模板缓存中。设置模板测试总是成功，并且假如测试成功就指定模板缓存入口为1。我们仅仅渲染镜子，在模板缓存中的所有像素都将为 0，除了镜子部分为1以外。图8.4显示了更新以后的模板缓存。也就是说，我们在模板缓存中对镜子像素做了标记。

4、 现在我们渲染被反射的茶壶到后台缓存和模板缓存中。但是假如模板测试通过，我们就只渲染后台缓存。假如在模板缓存中的值为1，那么我们设置模板测试通过。 这样，茶壶就仅仅被渲染到模板缓存为1的地方了。因为只有镜子对应的模板缓存值为1，所以反射的茶壶就只能被渲染到镜子里。

8.2.3代码和解释

这个例子的相关代码在RenderMirror函数中，它首先渲染镜子图元到模板缓存，然后渲染那些能被渲染到镜子里的反射茶壶。我们现在一行一行的分析 RenderMirror函数的代码，并解释为什么要这么做。

假如你想使用8.2.2部分的步骤实现代码，注意我们从第3步开始，因为对模板缓存来说1和2步已经没有什么事做了。同样我们通过这个解释来讨论通过镜子 渲染的信息。

注意我们将分成几个部分来讨论它。

8.2.3.1第一部分

我们通过允许模板缓存和设置渲染状态来开始：

void RenderMirror() {        Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILENABLE, true);        Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILFUNC, D3DCMP_ALWAYS);        Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILREF, 0x1);        Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILMASK, 0xffffffff);        Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILWRITEMASK,0xffffffff);        Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILZFAIL, D3DSTENCILOP_KEEP);        Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILFAIL, D3DSTENCILOP_KEEP); Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILPASS, D3DSTENCILOP_REPLACE);

这是非常容易理解的。我们设置模板比较运算为D3DCMP_ALWAYS,这就是说让所有模板测试都通过。

假如深度测试失败了，我们指定D3DSTENCILOP_KEEP，它表明不更新模板缓存入口。即，我们保存当前值。这样做的原因是假如深度测试失败了， 那么就意味着像素被“遮挡”了。我们不想渲染被“遮挡”的反射像素。

同样假如模板测试失败了，我们也指定D3DSTENCILOP_KEEP。但是在这里这样做不是必须的，因为我们指定的是D3DCMP_ALWAYS，当 然这样的测试也就永远不会失败。然而，我们只改变比较运算的一位，那么设置模板失败渲染状态是必须的。我们现在就这样做。

假如深度测试和模板测试都通过了，我们就指定D3DSTENCILOP_REPLACE，更新模板缓存入口，设置模板参考值为0x1。

8.2.3.2第二部分

这下一步阻止渲染镜子代码，除了模板缓存。我们通过设置D3DRS_ZWRITEENABLE并指定为false来阻止写深度缓存。我们能够防止更新后台 缓存，混合和设置源混合要素为D3DBLEND_ZERO目的混合要素为D3DBLEND_ONE。将这些混合要素代入混合等式，我们得到后台缓存是不会 改变的：

// disable writes to the depth and back buffers        Device->SetRenderState(D3DRS_ZWRITEENABLE, false);        Device->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, true);        Device->SetRenderState(D3DRS_SRCBLEND, D3DBLEND_ZERO);        Device->SetRenderState(D3DRS_DESTBLEND, D3DBLEND_ONE);        // draw the mirror to the stencil buffer        Device->SetStreamSource(0, VB, 0, sizeof(Vertex));        Device->SetFVF(Vertex::FVF);        Device->SetMaterial(&MirrorMtrl);        Device->SetTexture(0, MirrorTex);        D3DXMATRIX I;        D3DXMatrixIdentity(&I);        Device->SetTransform(D3DTS_WORLD, &I);        Device->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 18, 2);        // re-enable depth writes Device->SetRenderState(D3DRS_ZWRITEENABLE, true);

8.2.3.3第三部分

在模板缓存中，符合镜子可视像素的为0x1，因此对已经渲染的镜子区域做记号。我们现在准备渲染被反射的茶壶。回忆一下，我们仅仅想渲染镜子范围内的反射 像素。我们现在可以很容易的做到了，因为在模板缓存中这些像素已经被做了记号。

我们设置下面的渲染状态：

Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILFUNC, D3DCMP_EQUAL); Device->SetRenderState(D3DRS_STENCILPASS, D3DSTENCILOP_KEEP);

用一个新的比较运算设置，我们进行下面的模板测试：

(ref & mask == (value & mask)        (0x1 & 0xffffffff) == (value & 0xffffffff) (0x1)== (value & 0xffffffff)

这说明了只有当value=0x1时模板测试才成功。因为在模板缓存中只有镜子相应位置的值才是0x1，若我们渲染这些地方那么测试将会成功。因此，被反 射的茶壶只会在镜子里绘制而不会在镜子以外的表面上绘制。

注意我们已经将渲染状态由D3DRS_STENCILPASS变为了D3DSTENCILOP_KEEP，简单的说就是假如测试通过那么就保存模板缓存的 值。因此，在下一步的渲染中，我们不改变模板缓存的值。我们仅仅使用模板缓存来对镜子相应位置的像素做标记。

8.2.3.4第四部分

RenderMirror函数的下一部分就是计算在场景中反射位置的矩阵：

// position reflection        D3DXMATRIX W, T, R;        D3DXPLANE plane(0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f); // xy plane        D3DXMatrixReflect(&R, &plane);        D3DXMatrixTranslation(&T,               TeapotPosition.x,               TeapotPosition.y,               TeapotPosition.z);        W = T * R;

注意我们首先确定没有反射的茶壶位置，然后就通过xy平面来反射。这种变换规则是通过矩阵相乘来指定的。

8.2.3.5第五部分

我们已经为渲染反射茶壶做好了准备。然而，假如我们现在就渲染它，它是不会被显示的。为什么呢？因为被反射的茶壶的深度比镜子的深度大，因此镜子的图元将 把被反射茶壶的图元弄模糊。为了避免这种情况，我们清除深度缓存：

Device->Clear(0, 0, D3DCLEAR_ZBUFFER, 0, 1.0f, 0);

并不是所有问题都解决了。假如我们简单的清除深度缓存，被反射的茶壶会被绘制到镜子的前面，物体看起来就不对了。我们想做的是清除深度缓存并且要混合被反 射的茶壶和镜子。这样，被反射的茶壶看起来就象在镜子里了。我们能够通过下面的混合等式来混合被反射的茶壶和镜子：

因为原像素（sourcePixel）来自被反射的茶壶，目的像素（DestPixel）来自镜子，我们能够通过这个等式明白它们是怎么被混合到一起的。 我们有如下的代码：

Device->SetRenderState(D3DRS_SRCBLEND, D3DBLEND_DESTCOLOR); Device->SetRenderState(D3DRS_DESTBLEND, D3DBLEND_ZERO);

最后，我们准备绘制被反射的茶壶：

Device->SetTransform(D3DTS_WORLD, &W);        Device->SetMaterial(&TeapotMtrl);        Device->SetTexture(0, 0);        Device->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CW); Teapot->DrawSubset(0);

回顾一下8.2.3.4部分的W，它能够正确的将被反射的茶壶变换到场景中恰当的位置。同样，我们也要改变背面拣选模式。必须这样做的原因是当一个物体被 反射以后，它的正面和背面将会被交换。因此为了改变这种情况，我们必须改变背面拣选模式。

Device->SetRenderState(D3DRS_ALPHABLENDENABLE, false);        Device->SetRenderState( D3DRS_STENCILENABLE, false);        Device->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW); } // end RenderMirror()