Driect3D初始化演示

初始化Direct3D演示（第四章内容）

初始化Driect3D类：

#include "Common\d3dApp.h"
#include <DirectXColors.h>

using namespace DirectX;

class InitDirect3DApp : public D3DApp
{
public:
	InitDirect3DApp(HINSTANCE hInstance);
	~InitDirect3DApp();

	virtual bool Initialize()override;

private:
	virtual void OnResize()override;
	virtual void Update(const GameTimer& gt)override;
	virtual void Draw(const GameTimer& gt)override;
};

InitDirect3DApp::InitDirect3DApp(HINSTANCE hInscance) :D3DApp(hInscance)
{

}

InitDirect3DApp::~InitDirect3DApp()
{

}

bool InitDirect3DApp::Initialize()
{
	if (!D3DApp::Initialize())
	{
		return false;
	}
	return true;
}

void InitDirect3DApp::OnResize()
{
	D3DApp::OnResize();
}

void InitDirect3DApp::Update(const GameTimer& gt)
{

}

void InitDirect3DApp::Draw(const GameTimer& gt)
{
	//重置命令分配器
	ThrowIfFailed(mDirectCmdListAlloc->Reset());
	//重置命令列表
	ThrowIfFailed(mCommandList->Reset(mDirectCmdListAlloc.Get(), nullptr));
	//对资源的状态进行转变，将资源从呈现状态转变到渲染目标状态
	mCommandList->ResourceBarrier(1, &CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(
		CurrentBackBuffer(),
		D3D12_RESOURCE_STATE_PRESENT,
		D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET
	));
	//设置视口和裁剪矩形，他们需要跟随命令列表的重置而重置
	mCommandList->RSSetViewports(1, &mScreenViewport);
	mCommandList->RSSetScissorRects(1, &mScissorRect);
	//清除后台缓冲区和深度缓冲区
	mCommandList->ClearRenderTargetView(CurrentBackBufferView(), Colors::LightSteelBlue, 0, nullptr);
	mCommandList->ClearDepthStencilView(DepthStencilView(), D3D12_CLEAR_FLAG_DEPTH | D3D12_CLEAR_FLAG_STENCIL,
		1.0f, 0, 0, nullptr);
	//指定将要渲染的缓冲区
	mCommandList->OMSetRenderTargets(1, &CurrentBackBufferView(), true, &DepthStencilView());
	//再次对资源状态进行转变，将资源从渲染目标状态转变为呈现状态
	mCommandList->ResourceBarrier(1, &CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(
		CurrentBackBuffer(), D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET,
		D3D12_RESOURCE_STATE_PRESENT
	));
	//完成命令的记录
	ThrowIfFailed(mCommandList->Close());
	//将命令列表的命令加入到命令队列中
	ID3D12CommandList* cmdsList[] = { mCommandList.Get() };
	mCommandQueue->ExecuteCommandLists(_countof(cmdsList), cmdsList);
	//交换前后台缓冲区
	ThrowIfFailed(mSwapChain->Present(0, 0));;
	mCurrBackBuffer = (mCurrBackBuffer + 1) % SwapChainBufferCount;

	//等待此帧的命令执行完毕
	FlushCommandQueue();

}

主函数：

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE prevInstance, PSTR cmdLine, int showCmd)
{
	//为调试版本开启运行时内存检测，方便监督内存泄漏的情况
#if defined(DEBUG) | defined(_DEBUG)
	_CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);
#endif

	try
	{
		InitDirect3DApp theApp(hInstance);
		if (!theApp.Initialize())
		{
			return 0;
		}
		return theApp.Run();
	}
	catch (DxException& e)
	{
		MessageBox(nullptr, e.ToString().c_str(), L"HR Failed", MB_OK);
		return 0;
	}
}

运行结果

接下来我们将介绍一些在前面没有提到的方法：

1、ClearRenderTargetView():将指定的渲染目标清理为给定的颜色

2、ClearDepthStencilView():清理指定的深度/模板缓冲区

3、OMSetRenderTargets():设置我们希望在渲染流水线上使用的渲染目标和深度/模板缓冲区

调试Direct3D应用程序

大多数的Direct3D函数会返回HRESULT错误码，我们的示例程序则采用简单的错误处理机制检测返回的HRESULT值，如果检测失败。则抛出异常，显示调用出错的错误码，函数名，文件名以及发生错误的行号，这些操作都由d3dUtil.h中的代码实现：

class DxException
{
public:
	DxException() = default;
	DxException(HRESULT hr, const std::wstring& functionName, const std::wstring& filName, int lineNumber);

	std::wstring ToString()const;

	HRESULT ErrorCode = S_OK;
	std::wstring FunctionName;
	std::wstring FileName;
	int LineNumber = -1;
};

#ifndef ThrowIfFailed
#define ThrowIfFailed(x)                                              \
{                                                                     \
    HRESULT hr__ = (x);                                               \
    std::wstring wfn = AnsiToWString(__FILE__);                       \
    if(FAILED(hr__)) { throw DxException(hr__, L#x, wfn, __LINE__); } \
}
#endif

由上面的代码可以看出来，ThrowifFailed是一个宏而不是一个函数，如果ThrowifFailed是一个函数，那么__FILE__和__LINE__将会定位到ThrowifFailed函数所在的文件和行，而不是出错函数的文件和行。

L#x会将ThrowifFailed的参数转换为Unicode字符串，这样一来，我们就可以将函数调用的错误信息输出到消息框中。

第四章小结

1. Direct3D是一种介于程序员和硬件之间的桥梁，通过这个桥梁，程序员可以通过调用Direct3D函数来实现把资源视图绑定到硬件渲染流水线中，配置渲染流水线的输出以及绘制3D几何体等操作
2. 组件对象模型（COM）是一种可以使DirectX不依赖任何特定语言且向后兼容的技术
3. 1D、2D、3D纹理类似于有数据元素构成的1D、2D、3D数组，纹理元素的格式必定是DXGI_FORAMT枚举类型中的其中一种，纹理除了可以存储图像数据之外，还可以存储想深度信息等其他类型的数据
4. 前台缓冲区和后台缓冲区构成了交换链，交换链在代码中可以通过IDXGISwapChain接口表示，使用两个缓冲区的情况称之为双缓冲，交换链的存在可以避免出现动画中出现闪烁的问题（前台缓冲区和后台缓冲区互换的操作称之为呈现）
5. 深度缓冲是一种用于确定物体在场景中离摄像机最近点的技术，通过深度缓冲，我们可以不用考虑物体在场景中绘制的先后顺序
6. 在Driect3D中，资源不可以直接和渲染流水线相互绑定，因此我们需要为绘制调用时所引用的资源指定描述符，描述符可以视为GPU识别以及描述资源的一种轻量级结构体，我们还可以为一种资源创建不同的描述符，这样我们就可以让一种资源具有多种用途。应用程序可以通过创建描述符堆来存储描述符。
7. ID3DDeviec是Direct3D最重要的接口，我们可以把它看作是图形硬件设备的软件控制器，我们可以通过ID3DDevice来创建GPU资源以及其他一些用于控制图形硬件设备的特定接口
8. 每一个GPU都有一个命令队列，CPU可以通过Direct3D API用命令列表来向该队列提交命令，这些命令将指挥GPU进行各种操作，在命令没有到达队列首部之前，该命令是不会被执行的。
9. GPU是系统中和CPU一起并行工作的第二种处理器，我们需要对CPU和GPU进行同步
10. 性能计数器是一种高精度的计时器，它是测量微小时间差的一种有效工具，性能计数器使用的时间单位是计数，QueryPerformanceFrequency函数输出的是性能计数器每秒的计数，可以用它将计数单位转换为秒，QueryPerformanceCounter函数输出的是当前的时间值（以计数为单位）
11. 通过统计时间段t内处理的帧数可以计算出每秒的平均帧数（FPS），不过为了更直观的对程序的性能进行考量，我们一般使用“处理一帧所花费的时间”这个统计信息。以秒为单位的每帧平均处理时间可以用帧率的倒数来进行计算，即：1/FPS