DirectX11笔记(十二)--Direct3D渲染8--EFFECTS

原文:DirectX11笔记(十二)--Direct3D渲染8--EFFECTS

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• 概述
• Effect Files
• Compiling Shaders
• 创建 Effect
• 示例

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概述

  Effect Framework 是一个工具代码的集合, 他提供了一个框架用于组织 shader 和渲染状态, 并由他们共同实现某种效果.

  在 DX11 中使用 Effect 需要包含 d3dx11Effect.h 头文件, 并链接 D3DX11Effects.lib 和 D3DX11EffectsD.lib 库. 头文件在 DirectX SDK\Samples\C++\Effects11\Inc 目录下, 两个需要使用的库需要构建 Effects11 自行生成.

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Effect Files

  .fx 文件和 .cpp 文件 .h 文件一样, 也是普通的文本文件. 他存储着之前我们见到的 shader 程序.

  在 fx 文件中多出来的是 technique 和 pass. 一个 effect 至少包含一个 technique, 而一个 technique 至少包含一个pass. 每个 pass 至少包含一个 VS, [GS, tessellation 可选], 一个 PS ( 可选但是一般都会有 ), [渲染状态 可选]. 每个 technique 至少有一个 pass 用来实现特定的渲染效果.

  下面是一个完整的 Effect Files例子.

cbuffer cbPerObject
{
    float4x4 gWorldViewProj;
};
struct VertexIn
{
    float3 Pos : POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};
struct VertexOut
{
    float4 PosH : SV_POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};
VertexOut VS(VertexIn vin)
{
    VertexOut vout;
    // Transform to homogeneous clip space.
    vout.PosH = mul(float4(vin.Pos, 1.0f), gWorldViewProj);
    // Just pass vertex color into the pixel shader.
    vout.Color = vin.Color;
    return vout;
}
float4 PS(VertexOut pin) : SV_Target
{
    return pin.Color;
}
technique11 ColorTech
{
    pass P0
    {
        SetVertexShader( CompileShader( vs_5_0, VS() ) );
        SetPixelShader( CompileShader( ps_5_0, PS() ) );
    }
}

  对于渲染状态, 我们也可以在 fx 文件中直接设置, 当有一些特别需求的时候这个特性是方便的, 但是当状态很多时我们还是应该在应用层面上进行管理, 这样才便于对复杂的渲染状态进行切换.

  下面是一个直接设置 Rasterizer State 的示例.

RasterizerState WireframeRS
{
    FillMode = Wireframe;
    CullMode = Back;
    FrontCounterClockwise = false;
    // Default values used for any properties we do not set.
};
technique11 ColorTech
{
    pass P0
    {
        SetVertexShader( CompileShader( vs_5_0, VS() ) );
        SetPixelShader( CompileShader( ps_5_0, PS() ) );
        SetRasterizerState(WireframeRS);
    }
}

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Compiling Shaders

  实现某种效果的第一步便是将之前 .fx 文件中存储的 shader 程序进行编译. 我们需要用到 DX11 中的 D3DX11CompileFromFile 方法.

HRESULT D3DX11CompileFromFile(
    LPCTSTR pSrcFile,
    CONST D3D10_SHADER_MACRO *pDefines,
    LPD3D10INCLUDE pInclude,
    LPCSTR pFunctionName,
    LPCSTR pProfile,
    UINT Flags1,
    UINT Flags2,
    ID3DX11ThreadPump *pPump,
    ID3D10Blob **ppShader,
    ID3D10Blob **ppErrorMsgs,
    HRESULT *pHResult);

1. pSrcFile: .fx 文件的名字.
2. pFunctionName: 这是 shader 的入口函数名, 但是这只在单独编译 shader 时有用, 在使用 Effect 框架的时候传空就可以了, 这个入口函数已经在 technique 的 pass 中声明好了.
3. pProfile: 指明 shader 的版本.
4. Flags1: 表示我们将如何编译 shader, 他有若干个有效值, 我们会用到两个, D3D10_SHADER_DEBUG 和 D3D10_SHADER_SKIP_OPTIMIZATION ( 只在 debug 时有效 )
5. ppShader: 函数返回的一个 ID3D10Blob 的指针, 他存储着编译出来的 shader.
6. ppErrorMsgs: 函数返回的一个 ID3D10Blob 的指针, 他存储着编译时的报错信息.
7. 其他的属性都是跟高级的用法, 我们在学习过程中不需要使用, 设置为默认值即可.

  其中 ID3D10Blob 表示的其实就是一个内存块, 他只有 GetBufferPointer 和 GetBufferSize 两个方法用来操作这块内存.

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创建 Effect

  在编译完 shader 之后我们需要使用 D3DX11CreateEffectFromMemory 方法来创建 effect.

HRESULT D3DX11CreateEffectFromMemory(
    void *pData,
    SIZE_T DataLength,
    UINT FXFlags,
    ID3D11Device *pDevice,
    ID3DX11Effect **ppEffect);

1. pData: .fx 文件的内容.
2. DataLength: .fx 文件的长度.
3. FXFlags: 与之前编译 shader 时的 Flags2 对应.
4. pDevice: 渲染设备指针.
5. ppEffect: 返回的 Effect 指针.

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示例

DWORD shaderFlags = 0;

#if defined(DEBUG) || defined(_DEBUG)

shaderFlags |= D3D10_SHADER_DEBUG;
shaderFlags |= D3D10_SHADER_SKIP_OPTIMIZATION;

#endif

ID3D10Blob* compiledShader = 0;
ID3D10Blob* compilationMsgs = 0;
HRESULT hr = D3DX11CompileFromFile(L"color.fx", 0,
    0, 0, "fx_5_0", shaderFlags,
    0, 0, &compiledShader, &compilationMsgs, 0);

// compilationMsgs can store errors or warnings.
if(compilationMsgs != 0)
{
    MessageBoxA(0, (char*)compilationMsgs->GetBufferPointer(), 0, 0);
    ReleaseCOM(compilationMsgs);
}

// Even if there are no compilationMsgs,
// check to make sure there were no other errors.
if(FAILED(hr))
{
    DXTrace(__FILE__, (DWORD)__LINE__, hr,
L"D3DX11CompileFromFile", true);
}
ID3DX11Effect* mFX;
HR(D3DX11CreateEffectFromMemory(
    compiledShader->GetBufferPointer(),
    compiledShader->GetBufferSize(),
    0, md3dDevice, &mFX));

// Done with compiled shader.
ReleaseCOM(compiledShader);