掌握Direct3D：从三角形绘制到3D场景渲染

背景简介

Direct3D是微软公司推出的一套用于三维图形渲染的API，广泛应用于计算机游戏和图形软件开发中。本章深入探讨了Direct3D中三角形的创建和3D场景的渲染过程。通过阅读和理解这些内容，开发者可以更好地掌握如何使用Direct3D进行三维图形编程。

创建三角形的顶点

为了创建一个三角形，首先需要定义构成三角形的顶点。通过定义一个 TRIANGLE_TYPE 结构体，并使用 CreateVertex 函数为每个顶点分配具体的坐标和颜色，我们可以构建出一个三角形模型。例如：

poly.v1 = CreateVertex(-1, -1, 0, C_BLUE)
poly.v2 = CreateVertex(1, -1, 0, C_GREEN)
poly.v3 = CreateVertex(-1, 1, 0, C_GREEN)

顶点缓冲区的创建和使用

创建完三角形的顶点后，下一步是创建一个顶点缓冲区，并将三角形的顶点数据填充到这个缓冲区中，以便Direct3D可以理解并进行渲染。示例代码如下：

Dim vbData As Direct3DVertexBuffer8
Set vbData = d3ddevice.CreateVertexBuffer(...)
D3DVertexBuffer8SetData vbData, ..., poly

渲染场景的步骤

Direct3D渲染场景的过程可以分为六个步骤：清除后缓冲区、开始渲染、设置源顶点缓冲区、绘制三角形、停止渲染以及将后缓冲区复制到屏幕上。通过这六步操作，可以将三维场景呈现在屏幕上。例如：

d3dDevice.Clear 0, ..., D3DCLEAR_TARGET, ...
d3dDevice.BeginScene
d3dDevice.SetStreamSource 0, poly_vb, ...
d3dDevice.DrawPrimitive D3DPT_TRIANGLELIST, ...
d3dDevice.EndScene
d3dDevice.Present

矩阵变换的应用

在三维图形编程中，矩阵变换是不可或缺的一部分。通过设置世界变换矩阵、视图变换矩阵和投影变换矩阵，我们可以控制三维物体在场景中的位置、方向和视角。例如，世界变换矩阵可以实现物体的平移、旋转和缩放；视图变换矩阵决定了相机的位置和方向；投影变换矩阵则定义了透视效果，使得远处的物体根据屏幕分辨率正确显示。

Dim matWorld As D3DMATRIX
D3DXMatrixIdentity matWorld
d3ddevice.SetTransform D3DTS_WORLD, matWorld

Dim matView As D3DMATRIX
D3DXMatrixLookAtLH matView, ...
d3ddevice.SetTransform D3DTS_VIEW, matView

Dim matProj As D3DMATRIX
D3DXMatrixPerspectiveFovLH matProj, ...
d3ddevice.SetTransform D3DTS_PROJECTION, matProj

实践：Triangle3D程序

本章最后通过一个名为Triangle3D的程序示例，将上述所有技术整合在一起。该程序不仅展示了如何绘制一个三角形，还演示了如何围绕X轴和Y轴旋转这个三角形。通过这个示例，开发者可以更直观地理解三维图形编程的过程和Direct3D的工作机制。

总结与启发

通过本章的学习，我们可以看到Direct3D在三维图形渲染方面的强大功能。从创建三角形的顶点到设置矩阵变换，再到渲染场景的每一个步骤，每一步都有其特定的目的和作用。掌握这些技术对于开发高质量的三维图形软件和游戏至关重要。此外，本章的实践案例也为我们提供了一个很好的学习模板，让我们可以将理论知识应用到实际的开发工作中去。

希望本章的内容能够启发您在三维图形编程的世界中更进一步，也期待您能够在未来的项目中运用这些知识创造出令人惊叹的视觉效果。