DirectX 8. Начинаем работу с DirectX Graphics

Поздняков Константин

Функция Initialization

Осуществляет грамотную (т.е. с учетом ошибок) инициализацию D3D, текстур и сцены. Замечу, что все функции нашего приложения, в которых может возникнуть ошибка, имеют тип BOOL. Рассмотрим программный код:

CurrentFilter = D3DTEXF_NONE;

if (!InitD3D(hWnd)) return FALSE;

if (!InitTexture) {

 MessageBox(NULL, "Не найден файл текстуры!", "Ошибка", MB_ICONERROR);

 return FALSE;

}

if (!InitScene) return FALSE;

return TRUE;

Что такое CurrentFilter?

Забегая вперед, скажу, что наша программа будет использовать фильтрацию текстур, причем можно будет переключаться между различными фильтрами. Неплохо для первой программы с использованием D3D? ;-) Итак, первая строка кода говорит, что по умолчанию фильтром является D3DTEXF_NONE, т.е. фильтрация не используется. Затем вызываются три функции дополнительной инициализации, причем, если хотя бы в одной из них возникнет ошибка, функция Initialization вернет значение FALSE, что в свою очередь остановит выполнение программы (вспомни функцию WinMain) и приведет к деинициализации. Если функция InitTexture возвращает значение FALSE, значит не удалось найти файл текстуры и перед аварийным завершением программы необходимо вывести предупредительное сообщение: MessageBox(NULL, "Не найден файл текстуры!", "Ошибка", MB_ICONERROR);

Функция InitD3D

Согласно названию, эта функция инициализирует D3D %) Перед созданием устройства рендеринга, необходимо настроить параметры D3DPRESENT_PARAMETERS. К параметрам, которые мы использовали в предыдущем приложении добавилось лишь две строки:

p_p.EnableAutoDepthStencil = TRUE;

p_p.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;

Первая говорит о том, что при рендеринге будет использоваться Depth Buffer ("буфер глубины"), причем D3D будет управлять им автоматически. Когда разберешься с программой, попробуй поэкспериментировать: запусти программу в исходном виде, а затем проверь, что получится, если эти две строки удалить. Depth Buffer еще называют Z-Buffer'ом.

Рассмотрим принцип его использования на примере. Представь себе человека на фоне кирпичной стены… Теперь мысленно переведи эту "сцену" в Direct3D (для этого, необходимо задать человека и стену в виде набора текстурированных полигонов) и заставь его эту сцену отрендерить. То, что мы увидим на экране — всего лишь двумерная проекция нашей сцены. Т.о., D3D спроектировал на плоскость экрана стену и человека. Причем, мы увидели человека на фоне стены, а не стену на фоне человека, т.к. он стоит ближе к нам Ж-) Как же D3D "узнает" что именно проектировать на экран раньше, чтобы не было бессмысленных перекрытий? Для этого используется Z-Buffer! Z-Buffer представляет собой массив Z-координат каждой точки этой поверхности (будем называть ее числовой составляющей (ЧС) Z-Buffer'а). Ось Z направлена в плоскость экрана (от тебя). Каждой точке сопоставлен единственный элемент ЧС. Перед началом рендеринга Z-буфер может быть заполнен в каждой точке значением равным максимально возможным расстоянием от наблюдателя до объекта сцены. После этого, для каждого полигона в сцене выполняются следующие действия:

a. определяется область, которую будет занимать полигон при проектировании на плоскость экрана

b. для каждого пикселя этой области сравнивается Z-координата точки-прообраза, принадлежащей исходному полигону, с соответствующим значением ЧС

c. если соответствующее значение ЧС оказывается меньше, значит, рассматриваемая точка полигона не отображается, т.к. перекрыта другими объектами. Иначе, в ЧС для рассматриваемой точки записывается ее Z-координата, а в цветовую область заносится пиксель соответствующего цета.

Вот и весь принцип.

Далее в программе создается устройство рендеринга:

if (FAILED(g_pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &p_p, &g_pD3DDevice))) {

 if (FAILED(g_pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_REF, hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &p_p, &g_pD3DDevice))) return FALSE;

}

Здесь

программа пытается выбрать наиболее оптимальный режим для работы. Сначала она пробует создать аппаратное устройство рендеринга, т.е. когда все обсчеты графики ведет исключительно видеокарта (D3DDEVTYPE_HAL), но если это не удается (причин может быть много, но чаще всего она одна — старая видеокарта) D3D работает в режиме программной эмуляции, что прискорбно отражается на скорости и качестве графики. Едем дальше: Задается режим "выбраковки" тыльных сторон полигонов (подробней мы рассмотрим это дальше — в функции InitScene):

g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CW);

Включаем равномерное освещение всей сцены:

g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);

Включаем поддержку Z-Buffer'а

g_pD3DDevice->SetRenderState(D3DRS_ZENABLE, TRUE);

Может возникнуть вопрос, для чего может понадобиться отключение Z-Buffer'а. Одно из применений — вывод на экран текста, который должен перекрывать все остальное.

Хотелось бы также подробней рассказать про функцию SetRenderState интерфейса IDirect3DDevice8, которую мы уже встречали ранее. Эта функция вообще незаменима, т.к. с ее помощью можно задать огромное количество различных настроек, влияющих на процесс рендеринга. Вот описание этой функции:

HRESULT SetRenderState(D3DRENDERSTATETYPE State, DWORD Value);

State — тип изменяемого параметра

Value — новое его значение

Функция InitTexture

Эта функции выполняет только одно действие — загружает текстуру из файла в память для дальнейшего использования. Загрузка текстуры вручную заняла бы у нас довольно обширный кусок программного кода - этому будет посвящена отдельная статья. Поэтому, используем функцию D3DXCreateTextureFromFile, которую программисты Microsoft написали за нас :) Префикс "D3DX-" этой функции, говорит о том, что она взята из библиотеки D3DX. Эта вспомогательная библиотека включает в себя очень много полезных функций, как для математических операций (в основном, работы с матрицами), так и для загрузки изображений, формирования стандартных геометрических объектов (сфера, куб и т.п.) и многого другого. Тем не менее, эти функции написаны для общих задач. Когда ты будешь писать конкретную программу, требующую быстродействия, советую не использовать D3DX, а писать аналоги его функций самому.

Вот описание функции D3DXCreateTextureFromFile:

HRESULT D3DXCreateTextureFromFile(LPDIRECT3DDEVICE8 pDevice, LPCSTR pSrcFile, LPDIRECT3DTEXTURE8* ppTexture);

pDevice — указатель на устройство рендеринга

pSrcFile — текстовая строка, содержащая путь к файлу-текстуре

ppTexture — адрес переменной, которая будет содержать указатель на текстуру

Функция InitScene

Здесь происходит инициализация единственного объекта в сцене — четырехугольной пирамиды.

Как известно, в основании правильной четырехугольной пирамиды (SABCD) лежит квадрат (ABCD). Если сторона квадрата a, то высота пирамиды h=a/sqrt(2). Теперь, зная a, мы можем задать в трехмерном пространстве координаты всех пяти вершин пирамиды. В DirectX используется левосторонняя (left-handed) система координат (СК). Направление оси Z в левосторонней и правосторонней СК можно определить, пользуясь правилом соответственно левой и правой руки. Вот, как с помощью этого правила найти куда направлена ось Z в левосторонней СК: вытяни левую руку ладонью вверх и собери четыре пальца (все, кроме большого) вместе в плоскости ладони. Большой палец расположи перпендикулярно остальным четырем (тоже в плоскости ладони). Отлично! (Ты смог это!
– прим. редактора ) Теперь, если направить ось X вдоль четырех пальцев, а ось Y - вверх, то большой палец укажет направление оси Z.