初始化Direct3D

1.Direct3D概述

Direct3D是一套底层图形API，借助该API，我们能够利用硬件加速功能来绘制3D场景。

设备制造商将其产品支持的全部功能都实现到HAL中。

1.1 Direct3D提供了参考光栅设备(REF设备)，它以软件运算方式完全支持Direct3D API。REF速度缓慢，在测试以外的其他环节都不适用。

1.2 D3DDEVTYPE枚举类型

   在程序中HAL设备用值D3DDEVTYPE_HAL来表示，REF设备用值D3DDEVTYPE_REF来表示。

2.COM：创建COM接口时不可以使用new关键字，使用完用Realease方法释放。COM接口都有一个前缀I。

3.预备知识

3.1.表面是Direct3D主要用于存储2D图像数据的一个像素矩阵，实际上像素数据存储在一个线性数组中。

在代码中我们用接口IDirect3DSurface9来描述表面，接口IDirect3DSurface9最重要的方法如下：LockRect()[该方法获取指向表面存储区的指针]，UnlockRect(),GetDesc()[该方法通过填充结构D3DSURFACE_DESC来获取表面的描述信息]。

3.2多重采样是一种用于平滑块状图像的技术。

D3DMULTISAMPLE_TYPE枚举类型包含一系列枚举常量，用于对表面进行多重采样的级别。

使用IDirect3D9:: CheckDeviceMultiSampleType()方法检查自己的图像设备是否支持所希望的多重采样类型。

3.3像素格式 创建表面或纹理时，可以用D3DFORMAT枚举类型的枚举常量来定义。较常用的有：

D3DFMT_R8G8B8，每个像素有24位组成，8位分给红色，8位给绿色，8位给蓝色。

D3DFMT_X8R8G8B8，每个像素有32位组成，8位未用，8位红色，8位给绿色，8位给蓝色。

D3DFMT_A8R8G8B8，每个像素有32位组成，8位Alpha值，8位红色，8位绿色，8位给蓝色。

3.4内存池：表面和其他的Direct3D资源可以放在内存池中，内存池的类型可以用D3DPOOL枚举类型来定义。

D3DPOOL_DEFAULT，D3DPOOL_MANAGED，D3DPOOL_SYSTEMMEM，D3DPOOL_SCRATCH ，D3DPOOL_FORCE_DWORD

3.5交换链和页面置换

交换链：该表面集合用接口IDirect3DSwapChain9来表示。目的是让页面显示的更加流畅。

3.6深度缓存（Z-buffering）是一个只包含页面的深度信息，不包含图像数据的表面。深度缓存为每一个像素都保存了深度项。D3DFORMAT枚举其值。常用的如下：

D3DFMT_D32  指定32位的深度缓存。

D3DFMT_D24S8 32位Z-buffering，24位深度缓存，8位供模板缓存使用。

D3DFMT_D24X8 32位Z-buffering，24位深度缓存，8位未用。

D3DFMT_D24X4S4 32位Z-buffering，24位深度缓存，4位未用，4位供模板缓存使用。

3.7顶点运算 顶点是3D几何学的基本元素，在Direct3D中我们可以使用软件顶点运算或者硬件顶点运算。始终优先考虑硬件顶点运算。

3.8设备性能 Direct3D所提供的每一项性能都对应于结构D3DCAPS9中的一个数据成员或某一位。以某一硬件为基础，初始化一个D3DCAPS9类型的实例，然后和其实例相应的数据位进行比对。  D3DCAPS9::DevCaps表示设备性能。

4.Direct3D的初始化分为以下步骤：

4.1获取IDirect3D9的指针。

IDirect3D9* d3d9 = 0;

if( NULL == (d3d9 = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION)))

{  return E_FAIL;}

4.2校验硬件顶点运算。

D3DCAPS9 caps;

d3d9->GetDeviceCaps(D3DADAPTER_DEFAULT, deviceType, &caps);//初始化主显卡的性能参数。

int vp = 0;

if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT )//对设备性能进行检查

vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING;

else

vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING;

4.3填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构

D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;

d3dpp.BackBufferWidth            = width;

d3dpp.BackBufferHeight           = height;

d3dpp.BackBufferFormat           = D3DFMT_A8R8G8B8;

d3dpp.BackBufferCount            = 1;

d3dpp.MultiSampleType            = D3DMULTISAMPLE_NONE;

d3dpp.MultiSampleQuality         = 0;

d3dpp.SwapEffect                 = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;

d3dpp.hDeviceWindow              = hwnd;

d3dpp.Windowed                   = windowed;

d3dpp.EnableAutoDepthStencil     = true;

d3dpp.AutoDepthStencilFormat     = D3DFMT_D24S8;

d3dpp.Flags                      = 0;

d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = D3DPRESENT_RATE_DEFAULT;

d3dpp.PresentationInterval       = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE;

4.4创建IDirect3DDevice9接口，用CreateDevice()函数。

hr = d3d9->CreateDevice(

D3DADAPTER_DEFAULT, // primary adapter

deviceType,         // device type

hwnd,               // window associated with device

vp,                 // vertex processing

&d3dpp,             // present parameters

device);            // return created device

if( FAILED(hr) )

{

　　　　d3d9->Release(); // done with d3d9 object

::MessageBox(0, "CreateDevice() - FAILED", 0, 0);

return false;

}

创建每个程序都需要完成一些共性任务，如创建窗口，初始化Direct3D，进入消息循环等。这些我们将其封装在了d3dUtility.h和d3dUtility.cpp文件中。如下为具体代码，项目需加入库文件d3dx9.lib;d3d9.lib;winmm.lib;

#ifndef __d3dUtilityH__
#define __d3dUtilityH__

#include <d3dx9.h>
#include <string>

namespace d3d
{
    bool InitD3D(
        HINSTANCE hInstance,       // [in] Application instance.
        int width, int height,     // [in] Backbuffer dimensions.
        bool windowed,             // [in] Windowed (true)or full screen (false).
        D3DDEVTYPE deviceType,     // [in] HAL or REF
        IDirect3DDevice9** device);// [out]The created device.

    int EnterMsgLoop(
        bool (*ptr_display)(float timeDelta));

    LRESULT CALLBACK WndProc(
        HWND hwnd,
        UINT msg,
        WPARAM wParam,
        LPARAM lParam);

    template<class T> void Release(T t)
    {
        if( t )
        {
            t->Release();
            t = ;
        }
    }

    template<class T> void Delete(T t)
    {
        if( t )
        {
            delete t;
            t = ;
        }
    }
}

#endif // __d3dUtilityH__

d3dUnility.h

#include "d3dUtility.h"

bool d3d::InitD3D(
    HINSTANCE hInstance,
    int width, int height,
    bool windowed,
    D3DDEVTYPE deviceType,
    IDirect3DDevice9** device)
{
    //
    // Create the main application window.
    //

    WNDCLASS wc;

    wc.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wc.lpfnWndProc   = (WNDPROC)d3d::WndProc;
    wc.cbClsExtra    = ;
    wc.cbWndExtra    = ;
    wc.hInstance     = hInstance;
    wc.hIcon         = LoadIcon(, IDI_APPLICATION);
    wc.hCursor       = LoadCursor(, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
    wc.lpszMenuName  = ;
    wc.lpszClassName = "Direct3D9App";

    if( !RegisterClass(&wc) )
    {
        ::MessageBox(, "RegisterClass() - FAILED", , );
        return false;
    }

    HWND hwnd = ;
    hwnd = ::CreateWindow("Direct3D9App", "Direct3D9App",
        WS_EX_TOPMOST,
        , , width, height,
         /*parent hwnd*/,  /* menu */, hInstance,  /*extra*/); 

    if( !hwnd )
    {
        ::MessageBox(, "CreateWindow() - FAILED", , );
        return false;
    }

    ::ShowWindow(hwnd, SW_SHOW);
    ::UpdateWindow(hwnd);

    //
    // Init D3D:
    //

    HRESULT hr = ;

    // Step 1: Create the IDirect3D9 object.

    IDirect3D9* d3d9 = ;
    d3d9 = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);

    if( !d3d9 )
    {
        ::MessageBox(, "Direct3DCreate9() - FAILED", , );
        return false;
    }

    // Step 2: Check for hardware vp.

    D3DCAPS9 caps;
    d3d9->GetDeviceCaps(D3DADAPTER_DEFAULT, deviceType, &caps);

    int vp = ;
    if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT )
        vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING;
    else
        vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING;

    // Step 3: Fill out the D3DPRESENT_PARAMETERS structure.

    D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
    d3dpp.BackBufferWidth            = width;
    d3dpp.BackBufferHeight           = height;
    d3dpp.BackBufferFormat           = D3DFMT_A8R8G8B8;
    d3dpp.BackBufferCount            = ;
    d3dpp.MultiSampleType            = D3DMULTISAMPLE_NONE;
    d3dpp.MultiSampleQuality         = ;
    d3dpp.SwapEffect                 = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    d3dpp.hDeviceWindow              = hwnd;
    d3dpp.Windowed                   = windowed;
    d3dpp.EnableAutoDepthStencil     = true;
    d3dpp.AutoDepthStencilFormat     = D3DFMT_D24S8;
    d3dpp.Flags                      = ;
    d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = D3DPRESENT_RATE_DEFAULT;
    d3dpp.PresentationInterval       = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE;

    // Step 4: Create the device.

    hr = d3d9->CreateDevice(
        D3DADAPTER_DEFAULT, // primary adapter
        deviceType,         // device type
        hwnd,               // window associated with device
        vp,                 // vertex processing
        &d3dpp,             // present parameters
        device);            // return created device

    if( FAILED(hr) )
    {
        // try again using a 16-bit depth buffer
        d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;

        hr = d3d9->CreateDevice(
            D3DADAPTER_DEFAULT,
            deviceType,
            hwnd,
            vp,
            &d3dpp,
            device);

        if( FAILED(hr) )
        {
            d3d9->Release(); // done with d3d9 object
            ::MessageBox(, "CreateDevice() - FAILED", , );
            return false;
        }
    }

    d3d9->Release(); // done with d3d9 object

    return true;
}

int d3d::EnterMsgLoop( bool (*ptr_display)(float timeDelta) )
{
    MSG msg;
    ::ZeroMemory(&msg, sizeof(MSG));

    static float lastTime = (float)timeGetTime(); 

    while(msg.message != WM_QUIT)
    {
        if(::PeekMessage(&msg, , , , PM_REMOVE))
        {
            ::TranslateMessage(&msg);
            ::DispatchMessage(&msg);
        }
        else
        {
            float currTime  = (float)timeGetTime();
            float timeDelta = (currTime - lastTime)*0.001f;

            ptr_display(timeDelta);

            lastTime = currTime;
        }
    }
    return msg.wParam;
}

d3dUnility.cpp

#include "d3dUtility.h"

IDirect3DDevice9* Device = ; 

//
// Framework Functions
//

bool Setup()
{
    // Nothing to setup in this sample.

    return true;
}

void Cleanup()
{
    // Nothing to cleanup in this sample.
}

bool Display(float timeDelta)
{
    if( Device ) // Only use Device methods if we have a valid device.
    {
        Device->Clear(, , D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, 0x00000000, 1.0f, );
        Device->Present(, , , );
    }
    return true;
}

//
// WndProc
//
LRESULT CALLBACK d3d::WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch( msg )
    {
    case WM_DESTROY:
        ::PostQuitMessage();
        break;

    case WM_KEYDOWN:
        if( wParam == VK_ESCAPE )
            ::DestroyWindow(hwnd);
        break;
    }
    return ::DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
}

//
// WinMain
//
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinstance,
                   HINSTANCE prevInstance,
                   PSTR cmdLine,
                   int showCmd)
{
    if(!d3d::InitD3D(hinstance,
        , , true, D3DDEVTYPE_HAL, &Device))
    {
        ::MessageBox(, "InitD3D() - FAILED", , );
        return ;
    }

    if(!Setup())
    {
        ::MessageBox(, "Setup() - FAILED", , );
        return ;
    }

    d3d::EnterMsgLoop( Display );

    Cleanup();

    Device->Release();

    return ;
}

main.cpp