D3D学习笔记之八---纹理

最新推荐文章于 2024-09-30 21:11:49 发布

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文章标签： direct3d null 图形 winapi parameters float

本文介绍如何在3D模型上添加纹理以提升真实感，详细解释了顶点结构中加入纹理坐标的方法，并通过示例代码展示了纹理贴图的具体实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

我们前面也见到我们自己用顶点生成的物体了，但是是不是感觉不逼真，的确，如果模型都这个样子的话，就太失败了，这次我们就能让模型变的漂亮起来，我们要在模型上添加上纹理。

纹理？

什么时候纹理？

简单的来说，就是将一些图片贴到物体的表面，让物体看起来更加的逼真，这些图片就是纹理。

大家也许会问，我们这样生成物体，又贴纹理的，那复杂的模型要多难啊，其实这个担心是多余的，在程序里面很少会用到我们自己用程序区建立模型和贴上纹理图片，复杂的模型我们就用3DMAX等一些建模软件进行建模，然后将模型导入我们的程序，我们现在之所以要学习这些复杂的东东，其实是要我们自己对这个过程有了解，不然就会越往后学越感觉不明白，好好学吧，很有用的，这是我的切身体会。

我们先来看一个简单的纹理控制：

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// Desc: 纹理影射基础

//=============================================================================

#include <d3dx9.h>

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 全局变量

//-----------------------------------------------------------------------------

LPDIRECT3D9 g_pD3D = NULL; //Direct3D对象

LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; //Direct3D设备对象

LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVB = NULL; //顶点缓冲区对象

LPDIRECT3DTEXTURE9 g_pTexture = NULL; //纹理对象

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 顶点结构

//-----------------------------------------------------------------------------

struct CUSTOMVERTEX

{

FLOAT x, y, z; //顶点位置

FLOAT u,v ; //顶点纹理坐标

};

#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ|D3DFVF_TEX1)

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 设置变换矩阵

//-----------------------------------------------------------------------------

VOID SetupMatrices()

{

//创建并设置世界矩阵

D3DXMATRIXA16 matWorld;

D3DXMatrixIdentity( &matWorld );

g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_WORLD, &matWorld );

//创建并设置观察矩阵

D3DXVECTOR3 vEyePt( 0.0f, 0.0f, -10 );

D3DXVECTOR3 vLookatPt( 0.0f, 0.0f, 0.0f );

D3DXVECTOR3 vUpVec( 0.0f, 1.0f, 0.0f );

D3DXMATRIXA16 matView;

D3DXMatrixLookAtLH( &matView, &vEyePt, &vLookatPt, &vUpVec );

g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_VIEW, &matView );

//创建并设置投影矩阵

D3DXMATRIXA16 matProj;

D3DXMatrixPerspectiveFovLH( &matProj, D3DX_PI/4, 1.0f, 1.0f, 100.0f );

g_pd3dDevice->SetTransform( D3DTS_PROJECTION, &matProj );

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 初始化Direct3D

//-----------------------------------------------------------------------------

HRESULT InitD3D( HWND hWnd )

{

//创建Direct3D对象, 该对象用于创建Direct3D设备对象

if( NULL == ( g_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) )

return E_FAIL;

//设置D3DPRESENT_PARAMETERS结构, 准备创建Direct3D设备对象

D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;

ZeroMemory( &d3dpp, sizeof(d3dpp) );

d3dpp.Windowed = TRUE;

d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;

d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN;

//创建Direct3D设备对象

if( FAILED( g_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,

D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,

&d3dpp, &g_pd3dDevice ) ) )

{

return E_FAIL;

}

//禁用照明效果

g_pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, FALSE );

//设置变换矩阵

SetupMatrices();

return S_OK;

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 创建场景图形

//-----------------------------------------------------------------------------

HRESULT InitGriphics()

{

//创建纹理对象

if( FAILED( D3DXCreateTextureFromFile( g_pd3dDevice, L"texture.jpg", &g_pTexture ) ) )

{

MessageBox(NULL, L"创建纹理失败", L"Texture.exe", MB_OK);

return E_FAIL;

}

//顶点数据

CUSTOMVERTEX g_Vertices[] =

{

{ -3, -3, 0.0f, 0.0f, 1.0f},

{ -3, 3, 0.0f, 0.0f, 0.0f},

{ 3, -3, 0.0f, 1.0f, 1.0f},

{ 3, 3, 0.0f, 1.0f, 0.0f }

};

//创建顶点缓冲区

if( FAILED( g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer( 4*sizeof(CUSTOMVERTEX),

0, D3DFVF_CUSTOMVERTEX,

D3DPOOL_MANAGED, &g_pVB,NULL ) ) )

{

return E_FAIL;

}

//填充顶点缓冲区

VOID* pVertices;

if( FAILED( g_pVB->Lock( 0, sizeof(g_Vertices), (void**)&pVertices, 0 ) ) )

return E_FAIL;

memcpy( pVertices, g_Vertices, sizeof(g_Vertices) );

g_pVB->Unlock();

return S_OK;

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 释放创建的对象

//-----------------------------------------------------------------------------

VOID Cleanup()

{

//释放纹理对象

if( g_pTexture != NULL )

g_pTexture->Release();

//释放顶点缓冲区对象

if( g_pVB != NULL )

g_pVB->Release();

//释放Direct3D设备对象

if( g_pd3dDevice != NULL )

g_pd3dDevice->Release();

//释放Direct3D对象

if( g_pD3D != NULL )

g_pD3D->Release();

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 渲染图形

//-----------------------------------------------------------------------------

VOID Render()

{

//清空后台缓冲区

g_pd3dDevice->Clear( 0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(45, 50, 170), 1.0f, 0 );

//开始在后台缓冲区绘制图形

if( SUCCEEDED( g_pd3dDevice->BeginScene() ) )

{

g_pd3dDevice->SetTexture( 0, g_pTexture ); //设置纹理

g_pd3dDevice->SetStreamSource( 0, g_pVB, 0, sizeof(CUSTOMVERTEX) );

g_pd3dDevice->SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );

g_pd3dDevice->DrawPrimitive( D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2);

//结束在后台缓冲区绘制图形

g_pd3dDevice->EndScene();

}

//将在后台缓冲区绘制的图形提交到前台缓冲区显示

g_pd3dDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL );

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 消息处理

//-----------------------------------------------------------------------------

LRESULT WINAPI MsgProc( HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam )

{

switch( msg )

{

case WM_DESTROY:

Cleanup();

PostQuitMessage( 0 );

return 0;

}

return DefWindowProc( hWnd, msg, wParam, lParam );

}

//-----------------------------------------------------------------------------

// Desc: 入口函数

//-----------------------------------------------------------------------------

INT WINAPI WinMain( HINSTANCE hInst, HINSTANCE, LPSTR, INT )

{

//注册窗口类

WNDCLASSEX wc = { sizeof(WNDCLASSEX), CS_CLASSDC, MsgProc, 0L, 0L,

GetModuleHandle(NULL), NULL, NULL, NULL, NULL,

L"ClassName", NULL };

RegisterClassEx( &wc );

//创建窗口

HWND hWnd = CreateWindow( L"ClassName", L"纹理影射基础",

WS_OVERLAPPEDWINDOW, 200, 100, 600, 500,

GetDesktopWindow(), NULL, wc.hInstance, NULL );

//初始化Direct3D

if( SUCCEEDED( InitD3D( hWnd ) ) )

{

//创建场景图形

if( SUCCEEDED( InitGriphics() ) )

{

//显示窗口

ShowWindow( hWnd, SW_SHOWDEFAULT );

UpdateWindow( hWnd );

//进入消息循环

MSG msg;

ZeroMemory( &msg, sizeof(msg) );

while( msg.message!=WM_QUIT )

{

if( PeekMessage( &msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE ) )

{

TranslateMessage( &msg );

DispatchMessage( &msg );

}

else

{

Render(); //渲染图形

}

UnregisterClass( L"ClassName", wc.hInstance );

return 0;

}

上面就是一个简单的纹理控制，这次我们不能只靠代码了，这次我们用到了一张图片，图片的名称叫” texture.jpg”,图片要放到工程文件夹下，这样我们的程序才能找到我们的图片。

编译生成以下，可以看到我们的窗口中就有了一张图片，怎么实现的呢，让我们仔细的研究一下代码。

首先我们看到，自定义顶点的格式变了，变成了：

struct CUSTOMVERTEX

{

FLOAT x, y, z; //顶点位置

FLOAT u,v ; //顶点纹理坐标

};

这时我们就产生疑问了，这顶点格式，变来变去，倒地顶点格式有哪些？都有什么用处呢，恩，让我们来仔细的看一下：

顶点属性与顶点格式

　　顶点可谓是3D世界中的基本元素。在计算机所能描绘的3D世界中，任何物体都是由多边形构成的，可以是三边形，也可以是四边形等。由于三边形，即三角形所具有的特殊性质决定其在3D世界中得到广泛的使用。构成三角形需要三个点，这些点的性质就是这章所要讲的内容。

　　也许你已经知道顶点的结构定义，你可能会奇怪为什么D3D会知道我们“随便”定义的那些结构呢？其实那些顶点的定义可不是那么随便的哦。下面列举在Direct3D中，顶点所具有的所有属性。

（1）位置：顶点的位置，可以分别指定x,y,x三个值，也可以使用D3DXVECTOR3结构来定义。

（2）RHW：齐次坐标W的倒数。如果顶点为变换顶点的话，就要有这个值。设置这个值意味着你所定义的顶点将不需要Direct3D的辅助（不能作变换、旋转、放大缩小、光照等），要求你自己对顶点数据进行处理。至于W是什么，W和XYZ一样，只是一个四元组的一部分。RHW的英文是Reciprocal of the Homogenous W，即1/W，它是为了处理矩阵的工作变得容易一些（呼，线性代数的东东快都忘了，要恶补一下才行）。一般设RHW的值为1.0。

（3）混合加权：用于矩阵混合。高级应用，这里不讲了（其实我不会，^_^）

（4）顶点法线：学过高等数学就应该知道法线是什么吧？在这里是指经过顶点且和由顶点引出的边相垂直的线，即和三角形那个面垂直。用三个分量来描述它的方向，这个属性用于光照计算。

（5）顶点大小：设定顶点的大小，这样顶点就可以不用只占一个像素了。

（6）漫反射色：即光线照射到物体上产生反射的着色。理解这个比较麻烦，因为3D光照和真实光照没什么关系，不能像理解真实光照那样去理解3D光照。

（7）镜面反射色：它可以让一个3D物体的表面看起来很光滑。

（8）纹理坐标：如果想要在那些用多边形组成的物体上面贴上纹理，就要使用纹理坐标。由于纹理都是二维的，所以用两个值就可以表示纹理上面某一点的位置。在纹理坐标中，只能在0.0到1.0之间取值。例如(0.0 , 0.0)表示纹理的左上角，（1.0 , 1.0）表示纹理的右下角。

　　好了，请记住上面属性的顺序。我们定义一个顶点结构的时候，不一定要包括全部的属性，但是一定要按照上面的顺序来定义。例如：

struct MYVERTEX
{
    D3DXVECTOR3 position;
    float rhw;
    D3DCOLOR color;
}

上面定义了一个有漫反射色的变换顶点。

　　定义完了顶点的结构后，我们就要告诉D3D我们定义的是什么格式。为了方便，我们通常会用#define来定义一个叫做描述“灵活顶点格式”（FVF：Flexible Vertex Format）的宏。例如：#define MYFVF D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL。根据之前定义的顶点属性结构体，我们要定义相对应的宏。假如顶点结构中有位置属性，那么就要使用D3DFVF_XYZ；如果是变换顶点的话，就要使用D3DFVF_XYZRHW；如果使用了漫反射色属性的话，就要使用D3DFVF_DIFFUSE。这些值是可以组合使用的，像上面那样用“|”符号作为连结符。定义完灵活顶点格式后，使用IDirect3DDevice9::SetFVF函数来告诉D3D我们所定义的顶点格式，例如：g_pD3DDevice->SetFVF( MYFVF );
看完这些，我想大家对顶点格式有了一个比较清楚地认识，不会再那么的迷茫了，这次我们用到得顶点格式包含了两项：顶点位置和纹理坐标的位置。

关于纹理的坐标，这里用的是u，v贴图坐标，简单的说，坐标是按照图片的比例来确定的，u是横坐标，最大值为1，表示为图片的大小，最小值为0，表示大小为0，v是纵坐标，大小和u的定义是一样的。

我们看一下，这次的数据填充：

//顶点数据

CUSTOMVERTEX g_Vertices[] =

{

{ -3, -3, 0.0f, 0.0f, 1.0f},

{ -3, 3, 0.0f, 0.0f, 0.0f},

{ 3, -3, 0.0f, 1.0f,1.0f},

{ 3, 3, 0.0f, 1.0f, 0.0f }

};

这次的数据中是对应我们的顶点格式进行填充的，比如{ -3, -3, 0.0f, 0.0f, 1.0f}中，前三位是定点的位置，后两位是纹理的贴图坐标。

这次的代码页就快看完了，和以前不一样的地方就剩下渲染函数里的渲染了，