Directx11学习笔记【十】 画一个简单的三角形

本篇笔记要实现的是在屏幕上渲染出一个三角形，重点要学习的是渲染一个几何体的流程方式。

为了渲染几何图形，需要一个顶点缓存和一个描述顶点布局的输入层，还有着色器（主要是顶点着色器和像素着色器），下面来看看具体Demo的实现。

新建一个Win32项目 ，新建一个类我们叫做TriangleDemo，继承自前面教程我们实现的基类Dx11DemoBase。

TriangleDemo.h头文件

#pragma once

#include "Dx11DemoBase.h"

class TriangleDemo : public Dx11DemoBase
{
public:
    TriangleDemo();
    ~TriangleDemo();

    bool LoadContent() override;
    void UnLoadContent() override;

    void Update(float dt) override;
    void Render() override;

private:
    ID3D11Buffer *m_pVertexBuffer;
    ID3D11InputLayout *m_pInputLayout;
    ID3D11VertexShader *m_pSolidColorVS;
    ID3D11PixelShader *m_pSolidColorPS;
};

在类中添加了四个成员变量，用来保存着色器、顶点缓存和顶点布局的指针。

定义顶点结构体

#include "TriangleDemo.h"
#include <xnamath.h>

struct VertexPos
{
    XMFLOAT3 pos;
};

TriangleDemo::TriangleDemo()
: m_pInputLayout(), m_pVertexBuffer(), m_pSolidColorPS(), m_pSolidColorVS()
{
}

TriangleDemo::~TriangleDemo()
{
}

void TriangleDemo::UnLoadContent()
{
    if (m_pSolidColorPS)
        m_pSolidColorPS->Release();
    if (m_pSolidColorVS)
        m_pSolidColorVS->Release();
    if (m_pVertexBuffer)
        m_pVertexBuffer->Release();
    if (m_pInputLayout)
        m_pInputLayout->Release();
    m_pSolidColorVS = ;
    m_pSolidColorPS = ;
    m_pVertexBuffer = ;
    m_pInputLayout = ;
}

着色器的加载

为了方便我们在基类中定义了一个CompileD3DShader函数实现加载着色器文本的功能，具体实现如下

bool Dx11DemoBase::CompileD3DShader(char* filePath, char* entry, char* shaderModel, ID3DBlob** buffer)
{
    DWORD shaderFlags = D3DCOMPILE_ENABLE_STRICTNESS;

#if defined _DEBUG || defined DEBUG
    shaderFlags = D3DCOMPILE_DEBUG;
#endif

    ID3DBlob *errorBuffer = ;
    HRESULT result;

    result = D3DX11CompileFromFile(filePath, , , entry, shaderModel, shaderFlags, , , buffer, &errorBuffer,);

    if (FAILED(result))
    {
        if (errorBuffer != )
        {
            OutputDebugString((char*)errorBuffer->GetBufferPointer());
            errorBuffer->Release();
        }
        return false;
    }

    if (errorBuffer != )
    {
        return false;
    }

    return true;
}

具体加载着色器的代码我们写在LoadContent函数中，下面是该函数的一部分代码

 //载入顶点着色器
     ID3DBlob *vsBuffer = ;
     bool compileResult = CompileD3DShader("SolidColor.fx", "VS_Main", "vs_4_0", &vsBuffer);
     if (!compileResult)
     {
         MessageBox(, "载入顶点着色器错误", "编译错误", MB_OK);
         return false;
     }

     HRESULT result;
     result = m_pd3dDevice->CreateVertexShader(vsBuffer->GetBufferPointer(), vsBuffer->GetBufferSize(),
         , &m_pSolidColorVS);

     if (FAILED(result))
     {
         if (vsBuffer)
         {
             vsBuffer->Release();
         }
         return false;
     }

     D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC solidColorLayout[] =
     {
         {"POSITION",,DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,,,D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA,}
     };

     UINT numLayoutElements = ARRAYSIZE(solidColorLayout);
     result = m_pd3dDevice->CreateInputLayout(solidColorLayout, numLayoutElements, vsBuffer->GetBufferPointer(),
         vsBuffer->GetBufferSize(), &m_pInputLayout);
     vsBuffer->Release();

     if (FAILED(result))
     {
         return false;
     }

     //载入像素着色器
     ID3DBlob *psBuffer = ;
     compileResult = CompileD3DShader("SolidColor.fx", "PS_Main", "ps_4_0", &psBuffer);
     if (!compileResult)
     {
         MessageBox(, "像素着色器加载失败", "编译错误", MB_OK);
         return false;
     }

     result = m_pd3dDevice->CreatePixelShader(psBuffer->GetBufferPointer(), psBuffer->GetBufferSize(),
         , &m_pSolidColorPS);
     psBuffer->Release();
     if (FAILED(result))
     {
         return false;
     }

其中输入布局信息D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC

（A description of a single element for the input-assembler stage.）

定义如下

typedef struct D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC {
  LPCSTR                     SemanticName;
  UINT                       SemanticIndex;
  DXGI_FORMAT                Format;
  UINT                       InputSlot;
  UINT                       AlignedByteOffset;
  D3D11_INPUT_CLASSIFICATION InputSlotClass;
  UINT                       InstanceDataStepRate;
} D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC;

顶点信息生成及处理

TriangleDemo::LoadContent() 的 上半部分完成了 inputlayout 和 shader, 剩下的就是 vertex 这些顶点的生成及处理了。

三角形的顶点列表 vertex list 存放处在 vertices数组里, 同时这个vertices 也作为 创建vertex buffer函数CreateBuffer()的参数之一:Subresource data。

下面是LoadContent()的另外一部分代码：

 VertexPos vertices[]  =
     {
         XMFLOAT3(0.5f, 0.5f, 0.5f),
         XMFLOAT3(0.5f, -0.5f, 0.5f),
         XMFLOAT3(-0.5f,-0.5f,0.5f)
     };

     D3D11_BUFFER_DESC vertexDesc;
     ZeroMemory(&vertexDesc, sizeof(vertexDesc));
     vertexDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
     vertexDesc.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
     vertexDesc.ByteWidth = sizeof(VertexPos)* ;

     D3D11_SUBRESOURCE_DATA resourceData;
     ZeroMemory(&resourceData, sizeof(resourceData));
     resourceData.pSysMem = vertices;

     result = m_pd3dDevice->CreateBuffer(&vertexDesc, &resourceData, &m_pVertexBuffer);
     if (FAILED(result))
     {
         return false;
     }

     return true;

其中D3D11_BUFFER_DESC定义如下：

typedef struct D3D11_BUFFER_DESC {
  UINT        ByteWidth;
  D3D11_USAGE Usage;
  UINT        BindFlags;
  UINT        CPUAccessFlags;
  UINT        MiscFlags;
  UINT        StructureByteStride;
} D3D11_BUFFER_DESC;

D3D11_SUBRESOURCE_DATA定义如下：

typedef struct D3D11_SUBRESOURCE_DATA {
  const void *pSysMem;
  UINT       SysMemPitch;
  UINT       SysMemSlicePitch;
} D3D11_SUBRESOURCE_DATA;

渲染几何体

剩下代码是渲染几何体和 shaders 。我们在TriangleDemo::Render() 函数进行渲染几何体的工作

 void TriangleDemo::Render()
 {
     if (m_pImmediateContext == )
         return;
     //清除渲染目标视图
     float clearColor[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f };//背景颜色
     m_pImmediateContext->ClearRenderTargetView(m_pRenderTargetView, clearColor);

     UINT stride = sizeof(VertexPos);
     UINT offset = ;
     //设置数据信息格式控制信息
     m_pImmediateContext->IASetInputLayout(m_pInputLayout);
     //设置要绘制的几何体信息
     m_pImmediateContext->IASetVertexBuffers(,,&m_pVertexBuffer,&stride,&offset);
     //指明如何绘制三角形
     m_pImmediateContext->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);
     m_pImmediateContext->VSSetShader(m_pSolidColorVS, , );
     m_pImmediateContext->PSSetShader(m_pSolidColorPS, , );
     m_pImmediateContext->Draw(, );
     //马上输出
     m_pSwapChain->Present(, );
 }

着色器.fx文件代码

float4 VS_Main( float4 pos : POSITION ) : SV_POSITION  

{
    return pos;  

}  

float4 PS_Main( float4 pos : SV_POSITION ) : SV_TARGET  

{  

    return float4( 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f );  

}  

我们使用的vertex shader很简单的, 仅仅是传递输入的顶点坐标到输出设备;

pixel shader的工作也很简单, 仅仅是 为每个 像素pixel 配置一种固定的颜色( 红色)。

最终效果图