如何使用DXUT框架

最新推荐文章于 2024-12-18 00:00:00 发布

makerwen

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DXUT是什么？

　　DXUT即DirectX Utility Library

　　它是微软为DirectX的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所有构建Sample 都要用到的代码，比如处理窗口消息，处理设备丢失与重设等等。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.

　　其实题目本来想写如何使用DXUT中的Camera，因为我觉得camera才是本文的精华。

　　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

　　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

在OnD3D9ResetDevice函数中设置投影矩阵

1　float　fAspectRatio　=　pBackBufferSurfaceDesc->Width　/　(FLOAT)pBackBufferSurfaceDesc->Height; 2　modelCamera.SetProjParams(　D3DX_PI/4,　fAspectRatio,　0.1f,　1000.0f　); 3　modelCamera.SetWindow(　pBackBufferSurfaceDesc->Width,　pBackBufferSurfaceDesc->Height　); 4　

　　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

　1　//　Set　world　matrix 　2　D3DXMATRIX　world　=　*modelCamera.GetWorldMatrix()　; 　3　pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD,　&world)　; 　4　　5　//　Set　view　matrix 　6　D3DXMATRIX　view　　=　*modelCamera.GetViewMatrix()　; 　7　pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW,　&view)　; 　8　　9　//　Set　projection　matrix 10　D3DXMATRIX　proj　　=　*modelCamera.GetProjMatrix()　; 11　pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION,　&proj)　; 12　

　　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

　1　VOID　SetupMatrix(IDirect3DDevice9*　pd3dDevice)　　　　2　{　　　　3　　　　　//　Set　view　matrix　　　　4　　　　　D3DXVECTOR3　vEyePt(　0.0f,　0.0f,-5.0f　);　　　//眼睛的位置　5　　　　　D3DXVECTOR3　vLookatPt(　0.0f,　0.0f,　0.0f　);　　　//视点中心　6　　　　　D3DXVECTOR3　vUpVec(　0.0f,　1.0f,　0.0f　);　　　//向上向量　7　　　　　D3DXMATRIXA16　matView;　　　　8　　　　　D3DXMatrixLookAtLH(　&matView,　&vEyePt,　&vLookatPt,　&vUpVec　);　　　　9　　　　　pd3dDevice->SetTransform(　D3DTS_VIEW,　&matView　);　　　 10　 11　　　　　//　Set　projection　matrix　　　 12　　　　　D3DXMATRIXA16　matProj;　　　 13　　　　　D3DXMatrixPerspectiveFovLH(　&matProj,　D3DX_PI/4,　1.0f,　1.0f,　1000.0f　);　　　 14　　　　　pd3dDevice->SetTransform(　D3DTS_PROJECTION,　&matProj　);　　　 15　 16　}　　

　　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。

　1　VOID　SetupLight(IDirect3DDevice9*　pd3dDevice) 　2　{ 　3　　　　　//　Set　material 　4　　　　　D3DMATERIAL9　mtrl; 　5　　　　　ZeroMemory(　&mtrl,　sizeof(mtrl)　); 　6　　　　　mtrl.Diffuse.r　=　mtrl.Ambient.r　=　1.0f; 　7　　　　　mtrl.Diffuse.g　=　mtrl.Ambient.g　=　1.0f; 　8　　　　　mtrl.Diffuse.b　=　mtrl.Ambient.b　=　0.0f; 　9　　　　　mtrl.Diffuse.a　=　mtrl.Ambient.a　=　1.0f; 10　　　　　pd3dDevice->SetMaterial(　&mtrl　); 11　 12　 13　　　　　//　Set　light 14　　　　　D3DXCOLOR　color(1.0f,　1.0f,　1.0f,　0.0f)　; 15　　　　　D3DXVECTOR3　dir(1.0f,　0.0f,　0.0f　)　; 16　 17　　　　　D3DLIGHT9　light　; 18　　　　　ZeroMemory(&light,　sizeof(light))　; 19　　　　　light.Type　=　D3DLIGHT_DIRECTIONAL　; 20　　　　　light.Ambient　　　=　color　*　0.6f; 21　　　　　light.Diffuse　　　=　color; 22　　　　　light.Specular　　=　color　*　0.6f; 23　　　　　light.Direction　=　dir　; 24　　　　　pd3dDevice->SetLight(0,　&light)　;　　　　　　　　　　　　//　Set　light　; 25　　　　　pd3dDevice->LightEnable(0,　true)　;　　　　　　　　　　　　//　Enable　light 26　 27　　　　　pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING　,　TRUE);　　　 28　　　　　pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_NORMALIZENORMALS,　true); 29　}

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，使之可以相应用户的输入。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(0.0f,　0.0f,　-5.0f); 2　D3DXVECTOR3　lookAt(0.0f,　0.0f,　0.0f); 3　modelCamera.SetViewParams(&eyePt,　&lookAt)　; 4　

在OnD3D9ResetDevice函数中设置投影矩阵

　　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