飛行游戲設(shè)計(jì).doc

基于Visual Studio的模擬三維空間飛行游戲設(shè)計(jì)第1章 緒 論 1.1引言近幾年來(lái)，由于3D硬件繪圖技術(shù)的突破，使得實(shí)時(shí)描繪的畫面越來(lái)越精致，而且3D游戲性更多元化更逼近真實(shí)世界，因此在游戲產(chǎn)業(yè)中，3D游戲己經(jīng)逐漸取代ZD游戲而成為游戲市場(chǎng)的主流，即使是網(wǎng)絡(luò)游戲，也慢慢趨向3D化。在3D游戲制作方面，歐美和日本的一些廠商都擁有自己成熟的3D游戲引擎，他們所制作的游戲也有龐大且固定的玩家群，諸如虛幻系列、合金裝備2等，甚至被奉為經(jīng)典，市場(chǎng)潛力巨大。國(guó)內(nèi)3D游戲近年來(lái)也不乏精品，如長(zhǎng)久以來(lái)倍受好評(píng)的軒轅劍，仙劍系列都開(kāi)始向3D游戲過(guò)渡。 目前流行的3D游戲開(kāi)發(fā)技術(shù)主要有Direct3D和OpenGL。在我所研究的項(xiàng)目中，采用Direct3D技術(shù)開(kāi)發(fā)一個(gè)模擬三維空間的飛行游戲設(shè)計(jì)。本課題以Visual Studio 2003為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用用于三維景觀顯示的圖形相關(guān)函數(shù)庫(kù)創(chuàng)建3D對(duì)象，在景觀的三維顯示中，使用三維空間的本地坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系、投影坐標(biāo)系，空間的矢量、平面，3D變換所需的矢量和矩陣及幾何體表面紋理顯示設(shè)計(jì)做變換，對(duì)三維空間進(jìn)行渲染。實(shí)現(xiàn)景觀的三維顯示，最終完成飛行游戲設(shè)計(jì)過(guò)程。在圖像方面需要解決的主要問(wèn)題在于:三維空間的生成和渲染、光線的運(yùn)用、3D模型和2D對(duì)象的調(diào)用和顯示等等。 本文主要介紹了用DirectX9.0進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖像設(shè)計(jì)的技術(shù)，其中著重強(qiáng)調(diào)了在游戲方面的應(yīng)用。其中講述了Direot3D的基本原則和一些較高級(jí)的技術(shù)。從開(kāi)發(fā)者的角度來(lái)說(shuō)，DirectX是一組Windows平臺(tái)上的多媒體API。本文中主要論述的是其中的Direct3D，也就是用于3D圖像編程的部分。 本文主要有以下要點(diǎn):首先第一部分介紹了3D編程中所需的一些數(shù)學(xué)知識(shí)，諸如三維空間中的矢量、平面，3D變換所需的矢量和矩陣運(yùn)算知識(shí)等等；第二部分，講述了Direct3D與顯示硬件的關(guān)系，Direct3D所扮演的角色，設(shè)備的分類和運(yùn)用及初始化，三維空間的本地坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系、投影坐標(biāo)系等概念。介紹了怎樣在Direct3D中顯示3D對(duì)象，3D技術(shù)的一些元素，諸如光，包括光源的種類和光與表面相交的情況等。包括凡何體表面紋理的顯示；作為最主要的第三部分，著重講述了Direct3D中各種技術(shù)，主要是地形的渲染，包括實(shí)現(xiàn)景觀的三維顯示，飛行游戲的設(shè)計(jì)過(guò)程等。 1.2研究背景隨個(gè)人電腦以及Internet的普及，游戲業(yè)迎來(lái)了蓬勃發(fā)展的時(shí)代。數(shù)年之前在486機(jī)器上運(yùn)行的DOS游戲已經(jīng)讓人玩的如癡如醉，興奮不已。現(xiàn)在，由于CPU以及顯卡等設(shè)備的飛速發(fā)展，為人們開(kāi)發(fā)更加炫目多彩的游戲提供了可能。一塊高性能的顯卡能在一秒鐘內(nèi)完成數(shù)千萬(wàn)個(gè)多邊形的處理，高速CPU在顯卡的輔助下，所營(yíng)造出的游戲環(huán)境幾乎可以亂真。 這幾年游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以說(shuō)是一波接著一波，呈現(xiàn)一片欣欣向榮，百家爭(zhēng)鳴的景象。游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今雖然只有30年左右的時(shí)間，卻己經(jīng)成為全球娛樂(lè)市場(chǎng)的主流，游戲軟件的銷售量更是與日俱增，甚至超過(guò)悠久歷史的電影與音樂(lè)產(chǎn)業(yè)。此外，三大游戲主機(jī)廠商一Sony的PlaystationZ、任天堂的GameCube以及微軟的XB0X之間競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化，更使得整個(gè)游戲產(chǎn)業(yè)成為眾所矚目的焦點(diǎn)。在60年代，第一臺(tái)臺(tái)式計(jì)算機(jī)問(wèn)世，當(dāng)時(shí)運(yùn)行在Unix機(jī)器上的Core Wars，是最早的計(jì)算機(jī)游戲之一。在70年代的黃金歲月到來(lái)時(shí)，全世界的臺(tái)式計(jì)算機(jī)和小型計(jì)算機(jī)流行著文本游戲和粗糙的圖片游戲。在PC界，有史可考的最早一款PC游戲是斯考特亞當(dāng)斯1978年為TRS80開(kāi)發(fā)的文字冒險(xiǎn)游戲冒險(xiǎn)島，正是這款不起眼的游戲開(kāi)啟了今天近百億霉運(yùn)的電腦游戲市場(chǎng)。80年代是電腦游戲升溫的年代。第一臺(tái)16位計(jì)算機(jī)問(wèn)世，如IBM PC及兼容機(jī)、Mac、AtariST等等，這時(shí)候，游戲已經(jīng)變得很好看，甚至有了一些3D的游戲。但是，PC機(jī)仍然落后于游戲主機(jī)。在90年代初期，IBM PC及兼容機(jī)漸漸成為主流，伴隨著Windows3.0的發(fā)布，Apple Macintosh壽終正寢。用戶從此可以真正的在PC上進(jìn)行游戲、編程、開(kāi)發(fā)并連接其他東西。但是，PC在圖像和聲音上還依然落后。在1993年的后期，隨著Id Software發(fā)行了DOOM作為Wolfestein3D的換代產(chǎn)品，PC機(jī)開(kāi)始成為家用微機(jī)市場(chǎng)玩游戲和編程的選擇。DOOM的成功表明了微機(jī)上是可以做任何事情的，而微軟敏銳的發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)，并開(kāi)始制定巨大的計(jì)劃涉足游戲，由此，DirectX1.0為游戲而生。進(jìn)入21世紀(jì)，使用大型3D引擎架構(gòu)的游戲逐漸成為市場(chǎng)的主流，并以絢麗的畫面和逼真的場(chǎng)景一次又一次的吸引著人們的目光。DirectX技術(shù)也成為當(dāng)今圖形處理及多媒體處理的主流技術(shù)，目前版本已經(jīng)發(fā)展到了DirectX9.0c。 近幾年來(lái)，由于3D硬件繪圖技術(shù)的突破，使得實(shí)時(shí)描繪的畫面越來(lái)越精致，而且3D游戲性更多元化更逼近真實(shí)世界，因此在游戲產(chǎn)業(yè)中，3D游戲己經(jīng)逐漸取代ZD游戲而成為游戲市場(chǎng)的主流，即使是網(wǎng)絡(luò)游戲，也慢慢趨向3D化。雖然開(kāi)發(fā)3D游戲過(guò)程中存在著諸如技術(shù)更新快、程序人員與美工的配合、各廠商所生產(chǎn)的3D硬件規(guī)格和特性不同、失敗率高等風(fēng)險(xiǎn)，但不可否認(rèn)，3D游戲己是大勢(shì)所趨。 3D游戲引擎的發(fā)展會(huì)日趨成熟，因此游戲開(kāi)發(fā)的困難度也將隨著3D游戲引擎的成熟而逐日降低。由于這些3D游戲引擎的成熟發(fā)展，將使得游戲開(kāi)發(fā)廠商可以將其開(kāi)發(fā)的重心放在游戲內(nèi)容及游戲設(shè)計(jì)上，因此未來(lái)游戲廠商將可以擺脫復(fù)雜的3D繪圖技術(shù)的程序設(shè)計(jì)、溝通不易、跨平臺(tái)等等的困難，而更容易地設(shè)計(jì)出畫面華麗、內(nèi)容充實(shí)的游戲。 1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著電腦繪圖技術(shù)的不斷演進(jìn)，3D繪圖硬件效能的增強(qiáng)以及寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及，3D技術(shù)的應(yīng)用也有了新的風(fēng)貌。目前3D技術(shù)的使用非常廣泛，它已經(jīng)成為各界研究、應(yīng)用的主題，3D應(yīng)用發(fā)展縱然也就成為了時(shí)勢(shì)所趨最熱門的研究話題，也是各行業(yè)努力的方向，它的發(fā)展主題跨及了制造設(shè)計(jì)、電子商務(wù)、動(dòng)畫制作、多媒體教學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及游戲行業(yè)等。 游戲產(chǎn)業(yè)有著豐厚的利潤(rùn)的光輝的前景。就國(guó)內(nèi)的發(fā)展來(lái)看，最近這兩三年內(nèi)國(guó)內(nèi)的游戲公司如雨后春筍般的成立，所開(kāi)發(fā)或代理的網(wǎng)絡(luò)游戲更是不勝枚舉。這幾年韓國(guó)的表現(xiàn)最為突出，特別是在網(wǎng)絡(luò)游戲的技術(shù)研發(fā)與游戲制作，其所發(fā)行的網(wǎng)絡(luò)游戲更成為全球游戲產(chǎn)業(yè)重要的指針之一。去年在美國(guó)洛杉磯所舉行的E3(ElectronicEntertainmentExposition)展中，已經(jīng)有幾家的韓國(guó)廠商擠入世界第一線游戲開(kāi)發(fā)廠商之列。以全球游戲業(yè)界的發(fā)展來(lái)看美國(guó)一個(gè)市場(chǎng)研究就發(fā)表的報(bào)告顯示，到2002年底，全球電腦游戲產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成一個(gè)200億美元的巨大市場(chǎng)。日本是游戲產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，在這兩個(gè)國(guó)家內(nèi)，電子游戲已經(jīng)相繼超過(guò)以汽車制造為代表的傳統(tǒng)制造業(yè)而成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一；而在美國(guó)，游戲業(yè)已經(jīng)超越擁有百年歷史的好萊塢電影業(yè)而成為整個(gè)電子娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)的龍頭。游戲正成為與影視、音樂(lè)并駕齊驅(qū)的娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)之一。而網(wǎng)絡(luò)游戲憑借著信息雙向交流、速度快、不受空間限制等互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，具有誘人的互動(dòng)性、仿真性和競(jìng)技性，已成為網(wǎng)絡(luò)業(yè)盈利優(yōu)厚的三大領(lǐng)域之一，游戲產(chǎn)業(yè)已被稱為“陽(yáng)光產(chǎn)業(yè)”。 第2章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)2.1三維空間中的矢量幾何學(xué)中，用有向線段表示矢量。矢量并不需要放在特定的坐標(biāo)系中討論，矢量的兩個(gè)屬性是它的長(zhǎng)度和他的頂點(diǎn)所指的方向。因此，可以用矢量來(lái)模擬既有大小又有方向的物理模型。例如，以后要實(shí)現(xiàn)的粒子系統(tǒng)。用矢量來(lái)模擬粒子的速度和加速度。在3D計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中我們用矢量不僅僅模擬方向。例如我們常常想知道光線的照射方向，以及在3D世界中的攝像機(jī)。矢量為在三維空間中表示方向提供了方便。為我們提供了便利的描述3D空間方向的機(jī)制。 矢量與位置無(wú)關(guān)。有同樣長(zhǎng)度和方向的兩個(gè)矢量是相等的，即是他們?cè)诓煌奈恢谩Ｔ?D圖形程序中，雖然我們主要關(guān)心3D矢量，但有時(shí)也會(huì)用到2D和4D矢量。在D3DX庫(kù)中提供了D3DX VECTOR2和D3DX VECTOR4類來(lái)分別表現(xiàn)2D和4D矢量。不同維數(shù)的矢量有著和3D矢量一樣的性質(zhì)，也就是他們描述大小和方向，僅僅是在不同的維數(shù)中。所有這些矢量的數(shù)學(xué)運(yùn)算對(duì)于不同維數(shù)矢量都有效，只是有一個(gè)是除外，就是矢量積。這些運(yùn)算我們可以通過(guò)論述3D矢量擴(kuò)展到2D，4D甚至n維矢量。2.1.1矢量點(diǎn)乘 點(diǎn)乘是對(duì)兩相乘矢量的代數(shù)定義: u*v=ux vx +uy vy +uz vz =s (3.1)該算法似乎并沒(méi)有明顯的幾何意義，我們可以從下式找出其隱含意義: u*v=|u|v| (3.2)兩點(diǎn)乘的矢量夾角大小與其點(diǎn)乘結(jié)果有如下關(guān)系:乘積為0時(shí)，表示兩矢量垂直乘積大于0時(shí)，兩矢量糧食兩夾角小于90度乘積小于0時(shí)，兩矢量夾角大于90度2.1.2矢量差乘 矢量乘法的另一種模式是差乘。不同于點(diǎn)乘，所得結(jié)果是同時(shí)垂直于兩差乘矢量的得另一矢量:u*v=(uyvz - uz vy)，(uz vx -uxvz)，(ux vy -uy vx) (3.3)2.2矩陣基本變換一個(gè)mxn矩陣是擁有m行n列的數(shù)組。行數(shù)和列數(shù)決定了矩陣的維數(shù)。在Direct3D編程過(guò)程中，我們用4X4的矩陣來(lái)描述特定的變換，因?yàn)?x4的矩陣能夠提供變換所需的所有信息，這樣的大小能表現(xiàn)我們需要的所有變換。3x3的矩陣看似更加符合3D變換，然而很多變換都不能用3x3的矩陣來(lái)描述，例如平移、投影、反射等。增加為4x4的矩陣使我們能夠描述通過(guò)矢量與矩陣相乘所完成的矩陣變換。也正因?yàn)槿绱宋覀兪褂玫氖?X4的矢量，因?yàn)?x3的矢量是不能與4x4矩陣相乘的。主要的矩陣變換有平移，縮放和旋轉(zhuǎn)。下面的這幅圖是一個(gè)矩陣的例子，這個(gè)矩陣能使一個(gè)對(duì)象(由它的所有頂點(diǎn))縮放到原來(lái)的三倍。 當(dāng)把一個(gè)相匹配的點(diǎn)或者一個(gè)向量的成員放置到一個(gè)1x4的行矩陣中，點(diǎn)和向量卻是3D的，所以就必須把3D點(diǎn)向量增大為4D的單行矩陣，這樣就符合向量與矩陣的乘法定義，而1x3的單行矩陣和4x4的矩陣相乘是不允許的。 那么，在使用第四個(gè)成員時(shí)（用w來(lái)表示），當(dāng)把一個(gè)點(diǎn)放置到一個(gè)1x4的行矩陣中時(shí)，設(shè)置w為1。允許對(duì)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠揭?。因?yàn)橄蛄亢臀恢脽o(wú)關(guān)，所以向量的平移沒(méi)有被定義，如果試圖這樣做會(huì)返回一個(gè)無(wú)意義的向量。為了防止對(duì)向量進(jìn)行平移，當(dāng)把一個(gè)向量放置到一個(gè)1x4行矩陣中時(shí)，把w設(shè)置為0。例如：把點(diǎn)p=（p1，p2，p3）放置到一個(gè)單行矩陣中，就像這樣：p1,p2,p3,1，同樣把向量v=（v1，v2，v3）放置到一個(gè)單行矩陣中，就像這樣：v1，v2，v3，0設(shè)置w=1是為了讓點(diǎn)可以被恰當(dāng)移動(dòng)，同樣我們?cè)O(shè)置w=0是為了防止向量被平移。當(dāng)檢查矩陣實(shí)際平移時(shí)這是一個(gè)非常清晰的模型。 矩陣是怎樣改變頂點(diǎn)的位置的呢?要改變一個(gè)頂點(diǎn)的x，y與z值，應(yīng)該把它們與某個(gè)矩陣相乘。 這其實(shí)是一種簡(jiǎn)單的計(jì)算，只需要將x、y和z值分別與每列上的數(shù)相乘再相加，每列上得出的數(shù)都是新頂點(diǎn)的一個(gè)坐標(biāo)值。所以，只需操作矩陣就能完成這些類似旋轉(zhuǎn)、縮放或移動(dòng)的變幻。幸運(yùn)的是， DirectX給我們提供了一些函數(shù)能方便地生成一些通常的矩陣。那么，怎樣完成即縮放又旋轉(zhuǎn)(復(fù)合變換)的變幻呢？首先，我們需要兩個(gè)矩陣:一個(gè)用來(lái)旋轉(zhuǎn)的一個(gè)用來(lái)縮放的;然后，我們把兩個(gè)矩陣相乘，得出一個(gè)新的復(fù)合矩陣，即縮放又旋轉(zhuǎn)的矩陣;然后利用這個(gè)新的矩陣來(lái)變幻頂點(diǎn)。應(yīng)該注意的是，矩陣相乘并不是普通的乘法，而且，也不滿足交換率:矩陣AX矩陣B和矩陣BX矩陣A是不相等的。要把兩個(gè)矩陣相乘，需要把第一個(gè)矩陣的每一行和第二個(gè)矩陣的每一列都相乘。在上面的例子中，我們把第一個(gè)矩陣的第一行的每個(gè)元素與第二個(gè)矩陣的第一列的對(duì)應(yīng)元素相乘，然后把得出的四個(gè)結(jié)果相加，按此方法，我們得出了新矩陣的第一行的四個(gè)元素(Columnl-4)，其它元素的計(jì)算方法依此類推。 第3章 DirectX 技術(shù)簡(jiǎn)介3.1DirectX概述現(xiàn)在游戲的種類與數(shù)量幾乎是在呈爆炸式的增長(zhǎng)，游戲的制作水平也在不斷的提高，其實(shí)就是DirectX造就了這一切。 DirectX（簡(jiǎn)稱：DX）是一個(gè)用于多媒體應(yīng)用程序和硬件增強(qiáng)的編程環(huán)境，它是微軟開(kāi)發(fā)的基于Windows平臺(tái)的一組多媒體應(yīng)用程式接口API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口），該接口為設(shè)計(jì)高性能、實(shí)時(shí)的應(yīng)用程序提供了所需的資源，也是游戲制作者的API。在開(kāi)發(fā)中，DirectX分為兩個(gè)部分，一個(gè)是運(yùn)行庫(kù)，通過(guò)DirectX編譯出來(lái)的程序必須要有運(yùn)行庫(kù)的支持，另外一個(gè)是開(kāi)發(fā)庫(kù)，也就是游戲程序設(shè)計(jì)者們通常所說(shuō)的SDK，這部分是在編譯DirectX程序是必需的，也就是說(shuō)在程序編譯時(shí)我們既使用了DirectX的運(yùn)行庫(kù)同時(shí)也使用了DirectX的開(kāi)發(fā)庫(kù)。DirectX為程序員提供了一套完美的基于COM(Componet Object Model,組件對(duì)象模型)的游戲，從內(nèi)部原理探討，DirectX就是一系列的DLL（動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)），通過(guò)這些DLL，開(kāi)發(fā)者可以在無(wú)視于設(shè)備差異的情況下訪問(wèn)底層的硬件，DirectX封裝了一些COM對(duì)象，這些COM對(duì)象為訪問(wèn)系統(tǒng)硬件提供了一個(gè)主要的接口。使用DirectX的目的在于，可以使應(yīng)用程序（特別是游戲）在Microsoft Windows下的性能可以達(dá)到甚至超過(guò)在MS-DOS下的性能，并且為之提供一個(gè)強(qiáng)壯、標(biāo)準(zhǔn)化以及文檔化的編程環(huán)境。DirectX優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1. 為軟件開(kāi)發(fā)者提供硬件無(wú)關(guān)性 Microsoft 開(kāi)發(fā)DirectX的初衷就是增強(qiáng)Windows系的游戲開(kāi)發(fā)環(huán)境，在DirectX之前，多數(shù)的游戲開(kāi)發(fā)都是基于MS-DOS的，那時(shí)游戲開(kāi)發(fā)者不得不自己判別硬件的種類并逐一適應(yīng)。有了DirectX，游戲開(kāi)發(fā)者就可以享受DirectX給他們帶來(lái)的設(shè)備無(wú)關(guān)性，而絲毫不受影響地直接訪問(wèn)硬件。DirectX的首要目標(biāo)即是將MS-DOS下的許多特性移植到Windows平臺(tái)上來(lái)，在提高應(yīng)用程序的性能的同時(shí)，清楚個(gè)人呢電腦不斷更新的硬件給程序帶來(lái)的障礙。 另外，通過(guò)提供應(yīng)用程序和硬件之間一致的接口，DirectX讓基于Windows的應(yīng)用程序能對(duì)現(xiàn)有及未來(lái)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行高性能的、實(shí)時(shí)的訪問(wèn)，發(fā)揮了硬件的最大潛能，也使應(yīng)用程序安裝和設(shè)置的復(fù)雜度大大降低。使用DirectX提供的編程接口，軟件開(kāi)發(fā)人員能充分的利用硬件特性，卻不用操心硬件的具體實(shí)現(xiàn)?；?Windows的高性能游戲?qū)南铝屑夹g(shù)中獲利：(a) 專門為提高速度而設(shè)計(jì)的極速卡(b) 即插即用及其他Windows硬件和軟件(c) Windows內(nèi)建的通信支持（包括DirectPlay）2. 為硬件開(kāi)發(fā)提供的規(guī)范 DirectX建議硬件設(shè)計(jì)遵循一定的規(guī)范，這個(gè)規(guī)范的制定基于高性能應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)者和獨(dú)立硬件供應(yīng)商的反饋，因而，DirectX程序員參考的有關(guān)內(nèi)容甚至可能對(duì)現(xiàn)在尚未出現(xiàn)的加速硬件的特性進(jìn)行描述，另一方面，軟件業(yè)可能僅僅關(guān)心在規(guī)范所限范圍之內(nèi)的硬件能力，而略過(guò)那些不被范圍所支持的特性。3.2 DirectX的基本結(jié)構(gòu)及組成3.2.1DirectX的基本結(jié)構(gòu)DirectX需要以設(shè)備無(wú)關(guān)的方法提供設(shè)備相關(guān)的性能，所以DirectX的結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)程序構(gòu)成的：硬件操作層（HAL）和硬件模擬曾（HEL），當(dāng)DirectX對(duì)象創(chuàng)建時(shí)，會(huì)同時(shí)建立一張“兼容表”，其中記錄了當(dāng)前用劍系統(tǒng)支持的功能，當(dāng)DirectX需要實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能時(shí)就查詢?cè)摫恚玫接布?duì)功能的支持信息，如果功能能夠得到硬件支持，則向HAL發(fā)出請(qǐng)求，以得到硬件的支持，否則就向HEL發(fā)出請(qǐng)求，以模擬方式實(shí)現(xiàn)該功能。圖3-1所示的是DirectX的基本結(jié)構(gòu)。圖3-1 DirectX的基本結(jié)構(gòu)3.2.2 DirectX的基本組成DirectX SDK是微軟所開(kāi)發(fā)出的一套API函數(shù)庫(kù)，最初用于游戲的開(kāi)發(fā)，如今許多的多媒體軟件都是使用它所開(kāi)發(fā)出來(lái)的。DirectX中包含了各種組件用來(lái)處理2D和3D圖像、聲音、網(wǎng)絡(luò)連接以及控制各類輸入裝置，是游戲開(kāi)發(fā)中不可缺少的主角。它包含了編制計(jì)算機(jī)游戲和多媒體應(yīng)用程序最新技術(shù)和工具，為廣大程序員提供了一整套的應(yīng)用程序接口API，是程序員能夠設(shè)計(jì)高性能實(shí)時(shí)的應(yīng)用程序。圖3-2描述的是DirectX的基本組成：圖3-2 DirectX基本組成DirectX目前主要由表3-1所示的七個(gè)主要部分組成：表3-1 DirectX主要組件3.3 Direct3D 主要組件介紹3.3.1 DirectDraw組件 DirectDraw是DirectX SDK的主要組件之一，它允許直接對(duì)顯示內(nèi)存操作，支持硬件位塊傳輸、硬件覆蓋、表面翻轉(zhuǎn)，并且保持同目前基于Windows的應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序兼容。DirectDraw是一種軟件接口，除了能直接對(duì)顯示設(shè)備存取外，還保持了與Windows圖形設(shè)備接口（Graphics Device Interface，GDI）的兼容性。 DirectDraw主要提供了完成以下任務(wù)的工具：管理多頁(yè)面、直接訪問(wèn)視頻RAM、換頁(yè)（Page flipping）、后臺(tái)緩存（Back buffering）、管理調(diào)色板（Palette）、裁剪（Clipping）、視頻端口（Video port）。圖3-3顯示了DirectDraw，圖形設(shè)備接口（Graphics Device Interface，GDI）,硬件操作層（Hardware Abatraction Layer，HAL），硬件抽象層（Hardware Emulation Layer，HEL）及硬件（Hardware）之間的關(guān)系。DirectDraw組件與GDI位于同一層次，都通過(guò)一個(gè)與設(shè)備相關(guān)的抽象層來(lái)直接處理硬件設(shè)備。與GDI不同的是，DirectDraw會(huì)盡可能的利用硬件加速特性。如果硬件不支持某種特性，DirectDraw會(huì)使用硬件抽象層（HEL）試圖將該特性進(jìn)行軟件模擬。DirectDraw可以以設(shè)備環(huán)境（DC）的形式提供頁(yè)面存貯器，使得開(kāi)發(fā)者可以使用GDI的函數(shù)操作頁(yè)面對(duì)象。圖3-3 DirectDraw與GDI、HAL、HEL、硬件的關(guān)系（1） 硬件操作層（Hardware Abatraction Layer，HAL） DirectDraw通過(guò)硬件操作層（HAL）提供設(shè)備索引。HAL是特殊設(shè)備接口，由硬件廠商提供，DirectDraw可以直接操作硬件，程序無(wú)須與HAL進(jìn)行接觸。相反，通過(guò)HAL提供的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，DirectDraw使用相同的結(jié)構(gòu)讓應(yīng)用程序來(lái)顯示圖形。硬件制造商在Windows下實(shí)現(xiàn)的HAL包含16-bit及32-bit的代碼。在Windows NT下，HAL則是純32-bit的代碼。HAL可以是顯示卡驅(qū)動(dòng)程序的一部分或單獨(dú)的動(dòng)態(tài)銜接庫(kù)，以驅(qū)動(dòng)程序的接口來(lái)通信，接口是由驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)者定義的。（2） 硬件抽象層（Hardware Emulation Layer，HEL） 當(dāng)通過(guò)硬件操作層（HAL）硬件無(wú)法支持某些特性，DirectDraw就試圖對(duì)其進(jìn)行模擬，這功能時(shí)通過(guò)硬件抽象層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。HEL提供的與HAL相同的功能。還有，在HAL，程序并不直接與HEL工作。在主要功能上其結(jié)果大體相同，而程序不必理會(huì)是由硬件提供的還是HEL模擬的。3.3.2 Direct3D 組件 Direct3D提供了在窗口操作系統(tǒng)上運(yùn)行的3D互動(dòng)游戲的可能，它提供了獨(dú)立于各種3D圖形加速硬件的一些獨(dú)立調(diào)用函數(shù)。用戶可以在兩種模式下使用Direct3D即立即模式（Immediate Mode）和保留模式（Retained Mode）。Direct3D立即模式適合于快速開(kāi)發(fā)，Direct3D保留模式為高級(jí)。實(shí)時(shí)的三維圖形提供了更高層次的支持和為層次結(jié)構(gòu)和動(dòng)畫之類的圖形技術(shù)提供內(nèi)在支持。Direct3D保留模式建立在Direct3D立即模式之上。Direct3D為程序開(kāi)發(fā)人員提供了許多高級(jí)功能，如：可切換的三度緩沖(使用z-buffer或w-buffer)，平面和Gouraud陰影，多種光線和光線類型，豐富的素材和紋理支持功能，可靠的軟件仿真驅(qū)動(dòng)程序，變換和裁剪，與硬件無(wú)關(guān)性，在Windows NT上的完全硬件加速（提供合適的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)），對(duì)專門的CPU指令集的內(nèi)嵌式支持，其中包括Intel的MMX和PentiumIII結(jié)構(gòu)以及AMD 3DNow的結(jié)構(gòu)。3.3.3 DirectSound組件 DirectSound提供了程序和音頻適配器的混音及播放功能之間的鏈接。還支持波形聲音的捕獲和播放。DirectSound為多媒體應(yīng)用程序提供低潛伏混合、硬件加速以及直接訪問(wèn)聲音設(shè)備。在維護(hù)與現(xiàn)有設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的兼容性時(shí)提供該功能。DirectSound設(shè)計(jì)目標(biāo)是提高聲音的輸出速度，實(shí)現(xiàn)多路聲音混合播放。3.3.4 DirectInput 組件 DirectInput為Windows環(huán)境的游戲和實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用程序處理輸入設(shè)備信息，尤其對(duì)游戲控制器和力反饋設(shè)備提供了完備的支持。DirectInput和其他DirectX組成部分一樣，是通過(guò)硬件抽象層和硬件仿真層來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是一般來(lái)說(shuō)，所有的游戲控制器都有合適的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)支持，所以一般來(lái)說(shuō)使用硬件仿真層的內(nèi)容并不多，大多數(shù)的控制器是通過(guò)DirectX調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成。DirectInput可識(shí)別三種基本設(shè)備類型：1. 鍵盤，標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)鍵盤。2. 鼠標(biāo)，這一類中包括素有類似于鼠標(biāo)的設(shè)備，如觸摸板、跟蹤球以及相應(yīng)的按 鍵。3. 游戲桿，相對(duì)于其他類型的控制器和力反饋設(shè)備而言，這是易于產(chǎn)生誤解的名 稱，其范圍從簡(jiǎn)單的游戲桿直至虛擬現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜設(shè)備。3.3.5 DirectPlay 組件DirectPlay是為了滿足現(xiàn)在流行的網(wǎng)絡(luò)游戲而開(kāi)發(fā)的API，它是一個(gè)用于連接傳輸協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的接口程序。DirectPlay支持多通信協(xié)議，可以運(yùn)行在采用TCP/IP或者是IPX協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上，甚至也可以使用Modem進(jìn)行連接，而且DirectPlay還為將來(lái)的協(xié)議預(yù)備了很好的擴(kuò)展空間。DirectPlay提供了高級(jí)的傳輸服務(wù)（例如，有保證或無(wú)保證的傳遞，慢速鏈接上的通訊扼殺，以及放棄連接檢測(cè)等），也提供了會(huì)話層服務(wù)（包括玩家名稱表管理和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主機(jī)轉(zhuǎn)移）。圖3-4顯示了DirectPlay體系結(jié)構(gòu)，以及它如何提供與通訊服務(wù)提供層序無(wú)關(guān)的獨(dú)立性。圖3-4 DirectPlay體系結(jié)構(gòu)3.4 Direct3D基礎(chǔ)3.4.1 Direct3D設(shè)備Direct3D是讓我們能夠用3D硬件加速完成渲染3D世界的底層顯示API。扮演了聯(lián)系應(yīng)用程序和顯示設(shè)備的調(diào)度者的角色。Direct3D設(shè)備是Direct3D渲染的組成部分。它用來(lái)封裝(encapsulate)和存儲(chǔ)(store)渲染狀態(tài)它們之間的關(guān)系如下圖所示：圖4-1 Direct3D設(shè)備關(guān)系圖 當(dāng)前Direct3D支持兩種主要類型的Direct3D設(shè)備:一種是硬件抽象層(HAL)設(shè)備，應(yīng)用程序不能直接訪問(wèn)3-D加速卡。他們要調(diào)用Direct3D的函數(shù)和方法。Direct3D通過(guò)HAL來(lái)訪問(wèn)硬件。如果程序運(yùn)行的計(jì)算機(jī)支持HAL，那么使用HAL設(shè)備就能獲得最好的性能。HAL設(shè)備具有硬件光柵化加速，并可用軟硬件頂點(diǎn)處理進(jìn)行著色操作;另一種是參考設(shè)備(REF)。可以認(rèn)為這些設(shè)備是兩個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)程序。軟件和參考設(shè)備由軟件驅(qū)動(dòng)程序表示，而HAL設(shè)備由硬件驅(qū)動(dòng)程序表示。 HAL是一個(gè)設(shè)備相關(guān)的接口，由設(shè)備制造商提供，Direct3D使用HAL與顯示硬件協(xié)同工作。應(yīng)用程序從不直接與HAL打交道。相反，通過(guò)隊(duì)L提供的基礎(chǔ)，Direct3D提供了一組統(tǒng)一的接口和方法，應(yīng)用程序用這些接口和方法繪制/顯示圖形。 或許你想用Direct3D提供的功能進(jìn)行編程但在你的設(shè)備卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)，為此，Direct3D提供了用軟件模擬整個(gè)Direct3D API的REF設(shè)備，這使你能夠在設(shè)備不支持的情況下使用Direct3D特征編寫和測(cè)試代碼。3.5初始化Direct3D3.5.1獲取Direct3D9接口利用Direct3D函數(shù)可以方便地獲取IDirect3D9接口指針: IDirect3D9*_ d3d9; _d3d9=Direct3DCreate9(D3D_ SDK VERSION); IDirect3D9對(duì)象主要用于兩個(gè)方面:枚舉設(shè)備特征和創(chuàng)建IDirect3DDevice9對(duì)象。設(shè)備特征主要有:設(shè)備能力、顯示模式、格式和關(guān)于每個(gè)系統(tǒng)中其他可用設(shè)備的信息。3.5.2檢測(cè)硬件頂點(diǎn)處理 創(chuàng)建IDirect3DDevice9對(duì)象后，我們必須指定頂點(diǎn)處理類型以便使用。如果允許的話我們應(yīng)該使用硬件頂點(diǎn)處理，但由于并不是所有設(shè)備都支持硬件頂點(diǎn)處理，所以首先要檢測(cè)設(shè)備是否支持： RESULT IDirect3D9:GetDeviceCaps( UINT Adapter, D3DDEVTYPE DeviceType, D3DCAPS9 *pCaps ); /檢查此適配器上的設(shè)備對(duì)希望使用的功能的支持度 m_pd3dDevice-GetDeviceCaps(8rm_d3dCaps):然后檢測(cè)設(shè)備能力。3.5.3實(shí)例化D3DPRESENT_ PARAMETERS結(jié)構(gòu)成員變量D3DPRESENT_ PARAMETERS 結(jié)構(gòu)用于指定我們將要?jiǎng)?chuàng)建的IDirect3DDevice9對(duì)象的一些屬性。3.5.4創(chuàng)建IDirect3DDevice9接口 使用設(shè)備接口，主要是用來(lái)操作一個(gè)Direct3Ddevice對(duì)象的渲染狀態(tài)、燈光狀態(tài)以及執(zhí)行渲染操作。盡管設(shè)備支持三個(gè)設(shè)備接口(IDirect3DDevice,IDirect3DDevice2，和IDirect3DDevice3)，但是程序中并不需要使用多個(gè)設(shè)備接口。使用那種接口，要有所使用的渲染方法來(lái)決定，即DrawPrimitive方法或執(zhí)行緩沖方法。最新的兩個(gè)設(shè)備接口是IDirect3DDevice3和IDirect3DDevice2，它們都支持DrawPrimitive渲染方法和執(zhí)行緩沖。DrawP rim itive方法大大簡(jiǎn)化了準(zhǔn)備和渲染頂點(diǎn)的過(guò)程，是首選的渲染方法。以下方法創(chuàng)建IDirect3DDevice9對(duì)象: RESULT IDirect3D9:CreateDevice( DINT Adapter, D3DDEVTYPE DeviceType, HWND hFocusWindow, DWORD BehaviorFlags, D3DPRESENT_PARAMETERS *pPresentationParameters, IDirect3DDevice9* ppReturnedDeviceInterface ); hr=pD3D-CreateDevice(D3DADAPTER_ DEFAULT, dwDevType, hwnd, dwBehaviorFlags, &m_d3dpp,如_pd3dDevice):3.6使用設(shè)備3.6.1設(shè)備枚舉 我們讓程序?qū)λ褂玫挠布M(jìn)行查詢，這樣就可以確定它支持哪種Direct3D設(shè)備。3.6.2選擇一個(gè)被枚舉的設(shè)備 對(duì)于設(shè)備的選擇，主要基于以下考慮:n 放棄所有不適合當(dāng)前顯示深度的設(shè)備。n 放棄所有明暗處理三角形的設(shè)備。n 如果一個(gè)硬件設(shè)備符合第一和第二點(diǎn)，那么就使用這個(gè)設(shè)備。但是如果程序正處于debug模式，那么它不會(huì)使用硬件設(shè)備。3.6.3創(chuàng)建一個(gè)Direct3D設(shè)備 創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備時(shí)，必須要選擇Direct3D程序使用執(zhí)行緩沖或DrawPdmitive方法。這一選擇將決定在創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備時(shí)程序需要獲得哪種類型的接口指針。如果選擇使用執(zhí)行緩沖，那么程序就必須得到一個(gè)指向舊irect3Ddevice接口的指針。如果選擇DrawPrimitive方法，程序必須得到一個(gè)指向IDirect3DDevice3接口的指針。第4章 仿真實(shí)現(xiàn)4渲染通道 3D場(chǎng)景是怎樣顯示在屏幕上的呢?渲染通道負(fù)責(zé)創(chuàng)建由3D空間幾何描述和透視矩陣所指定的虛擬攝像機(jī)所給定幾何描述的2D圖形，即是我們眼睛在顯示屏幕上所見(jiàn)的景象。4.1模型表示 場(chǎng)景是對(duì)象和模型的集合，對(duì)象可看作是相鄰三角網(wǎng)格，網(wǎng)格的三角形是我們建模時(shí)對(duì)象的組成塊，我們將三角形歸為以下可互換的術(shù)語(yǔ):多邊形、簡(jiǎn)單幾何體、幾何網(wǎng)格。多邊形的某兩邊交點(diǎn)成為頂點(diǎn)，指定三頂點(diǎn)的位置便可以描述一個(gè)三角形。4.1.1頂點(diǎn)模式 上述的頂點(diǎn)定義在數(shù)學(xué)上是正確的，但當(dāng)我們?cè)贒irect3D運(yùn)用該概念時(shí)，它顯得不夠完整。因?yàn)镈irect3D中的頂點(diǎn)可能有指定位置之外的附加屬性。例如，頂點(diǎn)擁有顏色和法線等。Direct3D在構(gòu)造頂點(diǎn)格式方面給予我們很大的靈活性，換句話說(shuō)，讓我們可定義頂點(diǎn)的其他屬性。 創(chuàng)建自定義的頂點(diǎn)格式時(shí)，我們首先創(chuàng)建包含我們所需的頂點(diǎn)屬性的結(jié)構(gòu)。例如頂點(diǎn)位置和顏色。Struet ColorVertex Float _x，_y，_z; /位置 Dword_color; /顏色 一旦頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)創(chuàng)建完成，我們需要結(jié)合柔性頂點(diǎn)格式(FVF)來(lái)描述我們創(chuàng)建頂點(diǎn)格式的方法。#define FvF_COLOR(D3DFV_XYZ|D3DFvF_DIFFUSE) 必須提醒注意的是，指定的柔性頂點(diǎn)標(biāo)識(shí)必須和指定的頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)一致。4.1.2三角形 三角形是3D對(duì)象中的基本構(gòu)成塊。要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象，就必須創(chuàng)建三角形序列以描述對(duì)象的外形和輪廓。三角形序列包括我們想呈現(xiàn)的每個(gè)單獨(dú)三角型的數(shù)據(jù)。例如，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)矩形，我們將其分為兩個(gè)三角形。圖4.14.1.3頂點(diǎn)索引 組成3D對(duì)象的三角形之間很多頂點(diǎn)是重復(fù)的，這會(huì)增加模型的細(xì)節(jié)和復(fù)雜程度。要解決這一問(wèn)題我們需要用到索引這個(gè)概念:我們創(chuàng)建一個(gè)頂點(diǎn)序列和一個(gè)索引序列。頂點(diǎn)序列包括不同頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)，索引序列包括頂點(diǎn)序列的索引數(shù)據(jù)，索引數(shù)據(jù)定義了這些三角形是怎樣相互連接。4.2虛擬攝像機(jī)攝像機(jī)指定了觀看者所能看見(jiàn)的空間范圍，即是我們需要為多大范圍的3D物體生成2D圖像。攝像機(jī)擁有空間位置和方向并定義了可見(jiàn)范圍。以下是攝像機(jī)的模型。 可見(jiàn)空間由攝像機(jī)的角度和近平面及遠(yuǎn)平面組成的平截頭體來(lái)決定。因?yàn)楫?dāng)把顯示屏目看作矩形時(shí)，用平截頭體來(lái)表示顯得更加容易理解。不在該范圍內(nèi)的對(duì)象是不可見(jiàn)的。 簡(jiǎn)單的設(shè)置虛擬攝像機(jī)的方法如下:首先，創(chuàng)建左手投影矩陣:圖5.34.3渲染通道一旦我們描述了3D幾何場(chǎng)景并設(shè)置了虛擬攝像機(jī)。我們的工作便是在顯示屏上生成ZD圖像。簡(jiǎn)單的渲染路徑如下：圖5.44.3.1本地坐標(biāo) 本地坐標(biāo)，或者說(shuō)是模型空間，是定義對(duì)象三角形序列的坐標(biāo)系。本地坐標(biāo)用處在于它的建模過(guò)程簡(jiǎn)單。圍繞其本地坐標(biāo)系建模比直接在世界坐標(biāo)中建模容易得多，本地坐標(biāo)允許我們?cè)诓恍枰貏e指定其位置、大小、方向的情況下構(gòu)造模型。在渲染通道最初，還沒(méi)有進(jìn)行任何變換，所以一個(gè)模型的所有頂點(diǎn)都是相對(duì)于一個(gè)本地坐標(biāo)系來(lái)說(shuō)明的。4.3.2世界坐標(biāo)當(dāng)我們需要?jiǎng)?chuàng)建不同模型時(shí)，由于每個(gè)對(duì)象圍繞其本地坐標(biāo)系創(chuàng)建，這時(shí)需要將他們?nèi)哭D(zhuǎn)換到一個(gè)全局的坐標(biāo)系中，這是一個(gè)名為世界變換的過(guò)程。包括平移、旋轉(zhuǎn)、和縮放操作，涉及到對(duì)象在世界坐標(biāo)系中的位置、方向和模型大小。將本地坐標(biāo)系模型轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單過(guò)程如下:D3DXATRIX matworld:D3DXMATRIX matseale;D3DXMATRIX matTrans:D3DXMatrixsealing(&Matseale，1.0f，/模型在本地坐標(biāo)系的x軸大小1.0f， /模型在本地坐標(biāo)系的y軸大小1.0f ) ; /模型在本地坐標(biāo)系的z軸大小/天空位置D3DXMatrixTranslation(&matTrans,30.0f， /模型在世界坐標(biāo)系的x坐標(biāo)60.0f， /模型在世界坐標(biāo)系的y坐標(biāo)10.0f): /模型在世界坐標(biāo)系的z坐標(biāo)/平移，大小轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系D3DXMatrixMultiply(&Matworld，&MatTrans，&Matseale);4.3.3觀察坐標(biāo)系 我們將攝像機(jī)轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系并將其旋轉(zhuǎn)以保證它朝z軸正方向俯視。觀察坐標(biāo)系根據(jù)攝像機(jī)的位置攝像機(jī)空間的原點(diǎn)和方向重定位世界中的所有物體。 D3DXMTRIX matView; D3DXMatrixLookAtLH(&MatView， /存放結(jié)果的地址 &vFromPt， /Camera位置 &vLookatPt， /Camera方向 &vUpvec):; /y方向4.3.4背面揀選 背面揀選其實(shí)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的概念。就是:所有的三角形面，面向我們的面將會(huì)被渲染出來(lái)(可見(jiàn))，否則將不被渲染(不可見(jiàn)，被揀選出來(lái)了)。舉個(gè)例子:假如空間中有一個(gè)正方形面(要想象成一塊方形紙片)，我們把正面涂成紅色，背面涂成藍(lán)色，你把它拿在手里，如果你沒(méi)有弄彎它，那你始終只會(huì)看見(jiàn)面向你的那個(gè)面，而不會(huì)看見(jiàn)它背面(有透視眼者另當(dāng)別論)。那么這個(gè)“背面揀選”在Direct3D中有什么用呢?假如我們創(chuàng)建了一個(gè)封閉的立方體(要想象成一個(gè)方紙盒)，那末里面的六個(gè)面將不會(huì)被我們看見(jiàn)，所以，也不用被渲染?！氨趁鎾x”將使渲染更有效率。 那么怎么知道那個(gè)面被渲染而哪個(gè)面被揀選(不渲染)呢?一切都在你定義的頂點(diǎn)的順序上。如果你定義的三角形是順時(shí)針的，將會(huì)被渲染出來(lái);但如果你把它翻過(guò)來(lái)，那它就變成逆時(shí)針的了，就不會(huì)被渲染出來(lái)。嗯，其實(shí)你可以指定哪個(gè)面將被揀選，順時(shí)針或逆時(shí)針，但是Direct3D默認(rèn)是揀選逆時(shí)針的三角形。4.3.4投影坐標(biāo)系 投影變換將視棱錐轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)立方體。因?yàn)橐暲忮F的近端比遠(yuǎn)端小，所以這就產(chǎn)生了離攝像機(jī)近的物體被放大的效果，這就是透視如何被應(yīng)用于場(chǎng)景的。在透視變換中，x和y方向的邊界值是一1和1。Z方向的邊界值分別是，0對(duì)應(yīng)于前平面，1對(duì)應(yīng)于后平面。這個(gè)矩陣根據(jù)指定的從攝像機(jī)到近裁剪平面的距離，平移并縮放物體。 D3DXMATRIX matProj: D3DXMatrixPerspeetiveFovLH(&matProj， D3Dx_PI/4， /y向可見(jiàn)的角度范圍 800.0f/600.0f， /平截頭體長(zhǎng)寬之比 0.lf， /近平面距離 500.0f); /遠(yuǎn)平面距離g_pd3dDeviceSetTransfom(D3DTS_PR叮ECTION，&matProj);g_pd3dDevieeSetTransfom(D3DTS_WORLD，&matworld);4.3.5視口變換 從概念上來(lái)將，一個(gè)視口就是一個(gè)二維的矩形，一個(gè)三維場(chǎng)景投影在這個(gè)舉行中。投影變換將頂點(diǎn)變換到視口使用的坐標(biāo)系統(tǒng)中。在Direct3O中，可以用視口來(lái)聲明下面列出的特性:v 用來(lái)限制渲染的屏幕空間視口(screen-space viewport)v 背景材質(zhì)(backgroundmaterial)。視口可以清空為這一材質(zhì)顏色v 后臺(tái)深度緩沖(background depth buff)，用來(lái)在渲染場(chǎng)景之前初始化z-buff 裁剪空間是用來(lái)定義要顯示到渲染目標(biāo)表面上的部分場(chǎng)景的區(qū)域。如果選擇的視口太小，使得場(chǎng)景中的一部分不可見(jiàn)，那么就應(yīng)該裁剪掉不可見(jiàn)的部分，以免系統(tǒng)再渲染這一部分。4.4Direct3D中的圖形顯示4.4.1頂點(diǎn)和索引緩存 頂點(diǎn)和索引緩存使用近似的方法和接口;頂點(diǎn)緩存只是包含頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的相鄰內(nèi)存區(qū)域，類似的，頂點(diǎn)緩存是包含索引數(shù)據(jù)的相鄰內(nèi)存區(qū)域。因?yàn)轫旤c(diǎn)和索引數(shù)據(jù)可以放在顯存中，所以我們用頂點(diǎn)緩存和索引緩存來(lái)保持?jǐn)?shù)據(jù)，在顯存中渲染數(shù)據(jù)比在系統(tǒng)內(nèi)存中效率高得多。4.4.2創(chuàng)建頂點(diǎn)和索引緩存HRESULT IDireet3DDevice9:Create Vertex Buffer( UINT Length， DWORD Usage DWORD FVF， D3DPool Pool IDirect3DVertexBuffer9*PP Vertex B