DirectX基础学习系列2

补充第一章矩阵内容

向量

1 3D空间向量，包含浮点数类型坐标

D3DXVECTOR-->D3DXVECTOR3

2向量的长度

D3DXVector3Length(const D3DXVECTOR3* );

3向量规范化

D3DXVectorNormalize(D3DXVECTOR3*  , CONST D3DXVECTOR3* )

4 向量点乘

FLOAT D3DXVector3Dot( CONST D3DXVECTOR3*, CONST D3DXVECTOR3* );
5.向量叉乘

D3DXVector3Cross(D3DXVECTOR3*, CONST D3DXVECTOR3*, CONST D3DXVECTOR3* );

矩阵

D3DMATRIX-->D3DXMATRIX

typedef struct D3DXMATRIX

{

FLOAT _11, FLOAT _12, FLOAT _13, FLOAT _14,

FLOAT _21, FLOAT _22, FLOAT _23, FLOAT _24,

FLOAT _31, FLOAT _32, FLOAT _33, FLOAT _34,

FLOAT _41, FLOAT _42, FLOAT _43, FLOAT _44 );

} D3DXMATRIX;

D3DXMATRIX * D3DXMatrixIdentity(__inout  D3DXMATRIX *pOut); 单位矩阵

D3DXMATRIX * D3DXMatrixInverse();矩阵求逆

D3DXMATRIX * D3DXMatrixTranspose();矩阵转置

用于世界变换

D3DXMatrixTranslation：平移矩阵。例如：D3DXMatrixTranslation(x, y, z)将物体平移到(x, y, z)

D3DXMatrixRotationX：绕x轴旋转。类似的有绕Y和Z轴的旋转函数。例如：D3DXMatrixRotationX(&matrix，fAngle)。其中fAngle是旋转弧度

D3DXMatrixRotationAxis：绕任意轴旋转

D3DXMatrixRotationQuaternion：绕四元组旋转。

D3DXMatrixScaling：对物体进行缩放操作

2.1 模型表示

2.1.1 顶点格式

1Vertex  顶点包含空间信息，也包含其他附加属性，如位置、颜色、纹理等

2顶点的格式可以自由定制：Flexiable vertex Format (FVF)

struct ColorVertex

{

float x,y,z;

DWORD color ;

}

对应的FVF标志：#define FVF_COLOR (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE)，需要注意的是灵活定点格式标记的顺序和

顶点结构中定义的顺序保持一致。

2.1.2 三角形单元

三维中物体都有三角面片构成，由顶点构成，顶点的顺序很重要，即饶序（winding order）

2.1.3 定点列表和索引列表的概念

2.2 虚拟摄像机

2.3 绘制流水线 rendering pipeline

局部坐标系-->世界坐标系-->观察坐标系--> 背面消隐-->光照-->剪裁-->投影-->视口坐标系-->光栅化

2.3.1局部坐标系 ，建模坐标系，

2.3.2世界坐标系，通过世界变换将局部坐标系转换到世界坐标系，包括平移，旋转以及缩放

D3D通过IDirect3DDevice9::SetTransform()进行坐标转换

Deveice->SetTranform(D3DTS_WORLD,D3DDXMATRIX*)

2.3.3观察者坐标系

取景变换 ：世界坐标系中的所有几何体随着摄像机一起变换，摄像机原点与世界坐标系原点重合，摄像机的坐标与世界坐标系的Z轴重合
    取景变换矩阵，观察矩阵

 D3DXMATRIX * D3DXMatrixLookAtLH(
  __inout  D3DXMATRIX *pOut,
  __in     const D3DXVECTOR3 *pEye,    //摄像机所在位置
  __in     const D3DXVECTOR3 *pAt,     //摄像机观察的点
  __in     const D3DXVECTOR3 *pUp      //世界坐标系的方向，一般采用（0,1，0）
);

Device->SetTransform(D3DTS_VIEW, &V);   //取景变换

2.3.4 背面消隐

和绕序winding order相关，顶点排列为顺时针的为正面，逆时针的为背面

HRESULT SetRenderState(
  [in]  D3DRENDERSTATETYPE State,
  [in]  DWORD Value
);

state 等于D3DRS_CULLMODE为背面消隐状态

value可以为：D3DCULL_NONE ,D3DCULL_CW , D3DCULL_CCW

2.3.5 光照

2.3.6 剪裁

2.3.7 投影（透视投影）

透视投影定义了视域体，并将视域体中的几何体投影到投影窗口中，获得投影矩阵的函数：

D3DXMATRIX * D3DXMatrixPerspectiveFovLH(
  D3DXMATRIX * pOut,
  FLOAT fovy,
  FLOAT Aspect,
  FLOAT zn,
  FLOAT zf
);

获得的投影方程如下：

xScale     0          0               0
0        yScale       0               0
0          0       zf/(zf-zn)         1
0          0       -zn*zf/(zf-zn)     0
where:
yScale = cot(fovY/2)

xScale = aspect ratio / yScale

投影变换：Device->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &V); 

2.3.8 视口变换

视口（显示窗口）的表达：

typedef struct D3DVIEWPORT9 {
    DWORD X;
    DWORD Y;
    DWORD Width;
    DWORD Height;
    float MinZ;
    float MaxZ;
} D3DVIEWPORT9

设置显示窗口：

D3DViewPort vp  = {0,0,640,480,0,1};

SetViewport(&vp);

2.3.9 光栅化

上面算是绘制流水线过程吧 ，和directdraw差异还是挺大的