【转】Directx11 HelloWorld之HLSL的Effect框架的使用

　 最近尝试用了下Directx下的Effect框架，作为一初学者初学者，说下为什么我们要使用Effect框架及其好处吧。

首先Effect最大好处的就是简单，使得编写Shader绘制的程序工作量大大下降。如果不用Effect框架，那么一个个Vertex Shader，Geometry Shader和Pixel Shader都要一遍遍的先用D3DX11CompileFromFile得到二进制代码，再分别调CreateVertexShader, CreateGeometryShader和CreatePixelShader等创建ID3D11VertexShader,ID3D11GeometryShader,ID3D11PixelShader等。

相比之下使用Effect框架的话，在用D3DX11CompileFromFile得到二进制代码后，只需要再调用D3DX11CreateEffectFromMemory得到ID3D11Effect接口便可。

第二个好处是Effect框架下，Directx中的变量和HLSL中的变量绑定逻辑比较清晰（也可以说简单）。之前的日志说过在不用Effect框架下，HLSL中的变量和Directx应用中的变量的绑定是根据变量的类型和顺序等来绑定的，这种隐式的绑定相当容易出错。而且还要考虑Global Variable，Constant Buffer等各种类型。Constant Buffer可能是不同的寄存器中，它也有着一套它自己的变量的更新规则等等。这些都相当的麻烦。而在Effect框架中，一切绑定通过GetVariableByName()，这使得逻辑非常的清晰简单。

当然还有可能有其他的好处坏处，留着在慢慢发掘。

下面记录下如何使用Directx的Effect框架。

在Dirext11中，Effect已经被单独划分出来了。要使用Effect框架，我们要引用相应的静态库。

首先要在Directx的SDk的安装目录下找到Samples/C++/Effect11，编译目录下的工程，在相应的Samples/C++/Effect11/Debug目录下找到Effects11这个静态库，拷贝这个静态库到自己工程的工作目录下，最后在自己项目中的Linker->Input->Additional Dependencies中输入Effects11.lib，表示要引用这个静态库。这就OK了。

然后再代码中加入#include <d3dx11effect.h>表示引用这个头文件。

下面从代码上说下如何在程序中使用Effect框架的几个基本的步骤，这里我们只是绘制几个简单的箱子。

先看HLSL代码：

//--------------------------------------------------------------------------------------

// Constant Buffer Variables

//--------------------------------------------------------------------------------------

cbuffer WorldConstantBuffer: register( b0 )

{

matrix World;

matrix View;

matrix Projection;

}

//--------------------------------------------------------------------------------------

struct VS_OUTPUT

{

float4 Pos : SV_POSITION;

float4 Color : COLOR;

};

//--------------------------------------------------------------------------------------

// Vertex Shader

//--------------------------------------------------------------------------------------

VS_OUTPUT VS( float4 Pos : POSITION, float4 Color : COLOR )

{

VS_OUTPUT output = (VS_OUTPUT)0;

output.Pos = mul( Pos, World );

output.Pos = mul( output.Pos, View );

output.Pos = mul( output.Pos, Projection );

output.Color = Color;

return output;

}

//--------------------------------------------------------------------------------------

// Pixel Shader

//--------------------------------------------------------------------------------------

float4 PS( VS_OUTPUT input ) : SV_Target

{

return input.Color;

}

technique11 BasicTech

{

  pass P0

  {

    SetVertexShader( CompileShader( vs_4_0,VS() ) );

    SetGeometryShader( NULL );

    SetPixelShader( CompileShader(ps_4_0,PS() ) );

  }

}

基本和非Effect框架一样，只是多了个

technique11 BasicTech

{

  pass P0

  {

    SetVertexShader( CompileShader( vs_4_0,VS() ) );

    SetGeometryShader( NULL );

    SetPixelShader( CompileShader(ps_4_0,PS() ) );

  }

}

Technique把pass包装起来，pass把渲染管道里面所有需要用到的vertex，geometry，pixel包装起来。

看完HLSL代码，再来看看在Direct11中如何使用它们。第一步是在Direct11中先用D3DX11CompileFromFile()编译HLSL代码，再用D3DX11CreateEffectFromMemory生成Effect的接口。

HRESULT Box::BuildFX()

{

HRESULT hr=S_OK;

ID3DBlob *pBblob=NULL;

ID3DBlob *pErrorBlob=NULL;

DWORD shaderFlags=D3DCOMPILE_ENABLE_STRICTNESS;

hr=D3DX11CompileFromFile(L"Cube.fx",NULL,NULL,NULL,"fx_5_0",shaderFlags,0,NULL,&pBblob,&pErrorBlob,NULL);

if(FAILED(hr))

{

……

}

D3DX11CreateEffectFromMemory(pBblob->GetBufferPointer(),pBblob->GetBufferSize(),0,m_pDevice,&m_pFX);

……

return hr;

}

值得注意的是D3DX11CompileFromFile()中的"fx_5_0",在Directx11中一定要用"fx_5_0",这个是不向下兼容的，不能用"fx_4_0"及之前版本。

在得到Effect框架接口后，我们就要绑定HLSL和Directx中的相关变量

HRESULT Box::BuildFX()

{

HRESULT hr=S_OK;

ID3DBlob *pBblob=NULL;

ID3DBlob *pErrorBlob=NULL;

DWORD shaderFlags=D3DCOMPILE_ENABLE_STRICTNESS;

hr=D3DX11CompileFromFile(L"Cube.fx",NULL,NULL,NULL,"fx_5_0",shaderFlags,0,NULL,&pBblob,&pErrorBlob,NULL);

if(FAILED(hr))

{

if(pErrorBlob->GetBufferPointer())

{

char* errorMes=(char*)pErrorBlob->GetBufferPointer();

//printf(errorMes);

std::cout<<errorMes<<std::endl;

return E_FAIL;

}

}

IFR(D3DX11CreateEffectFromMemory(pBblob->GetBufferPointer(),pBblob->GetBufferSize(),0,m_pDevice,&m_pFX));

m_pTech=m_pFX->GetTechniqueByName("BasicTech");

m_pWorldMatVar=m_pFX->GetVariableByName("World")->AsMatrix();

m_pViewMatVar=m_pFX->GetVariableByName("View")->AsMatrix();

m_pProjMatVar=m_pFX->GetVariableByName("Projection")->AsMatrix();

return hr;

}

上面几个变量的类型分别是ID3DX11Effect *m_pFX;

ID3DX11EffectTechnique *m_pTech;

ID3DX11EffectMatrixVariable *m_pWorldMatVar;

ID3DX11EffectMatrixVariable *m_pViewMatVar;

ID3DX11EffectMatrixVariable *m_pProjMatVar;

最后我们要为顶点创建顶点的格式：ID3D11InputLayout。

HRESULT Box::BuildInputLayout()

{

HRESULT hr=S_OK;

// Define the input layout

D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC layout[] =

{

{ "POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 0, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },

{ "COLOR", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32A32_FLOAT, 0, 12, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },

};

UINT numElements = ARRAYSIZE( layout );

// Create the input layout

D3DX11_PASS_DESC passDesc;

m_pTech->GetPassByIndex(0)->GetDesc(&passDesc);

IFR( m_pDevice->CreateInputLayout( layout,numElements,passDesc.pIAInputSignature,passDesc.IAInputSignatureSize, &m_pInputLayout ) );

// Set the input layout

m_pContext->IASetInputLayout( m_pInputLayout );

return hr;

}

初始化的工作完成后我们就可以渲染了。先是通过SetMatrix等函数设置HLSL中相应变量的值。然后再遍历technique中所有的pass，通过Apply调用相应pass的shader状态。

void Box::Render(const float *glMat,D3DXMATRIX* mView,D3DXMATRIX* mProj)

{

m_pWorldMatVar->SetMatrix(glMat);

m_pViewMatVar->SetMatrix( ((float*)mView) );

m_pProjMatVar->SetMatrix( ((float*)mProj) );

D3DX11_TECHNIQUE_DESC techDesc;

m_pTech->GetDesc(&techDesc);

for(int i=0;i<techDesc.Passes;i++)

{

ID3DX11EffectPass *pass=m_pTech->GetPassByIndex(i);

pass->Apply(0,m_pContext);

m_pContext->DrawIndexed( 36, 0, 0 );        // 36 vertices needed for 12 triangles in a triangle list

}

return;

}

这次主要总结下了Effect框架的相关使用问题和主要的步骤。由于Directx11的代码很长，就不一一贴出来了。