《逐梦旅程 WINDOWS游戏编程之从零开始》笔记5——Direct3D中的顶点缓存和索引缓存
第12章 Direct3D绘制基础
1. 顶点缓存
计算机所描绘的3D图形是通过多边形网格来构成的，网网格勾勒出轮廓，然后在网格轮廓的表面上贴上相应的图片，这样就构成了一个3D模型。三角形网格是构建物体模型的基本单元，而一个三角形有3个顶点，为了能够使用大量三角形组成三角形网格来描述物体，需要首先定义号三角形的顶点(Vertex)，3个顶点确定一个三角形，顶点除了定义每个顶点的坐标位置外，还还含有颜色等其他属性。
在Direct3D中，顶点的具体表现形式是顶点缓存，顶点缓存保存了顶点数据的内存空间。如果想在Direct3D中创建物体的额话，就需要创建构成物体的所有顶点结构。但Direct3D绘制图形时，将根据这些顶点的结构创建一个三角形列表，来描述物体的形状和轮廓。
在图中用了4个顶点组成了一个正方形，这4个顶点分别是V0，V1，V2，V3。为了正确描述这个正方形，需要根据这4个顶点创建两个三角形V0V1V2和V0V2V3，而这两个三角形的顶点数据会依次保存在顶点缓存中。在Direct3D中一般是顺时针来给顶点赋值的。下面开始讲解在Direct3D中使用顶点缓存的具体步骤。
顶点缓存使用四步曲之一：设计顶点缓存
第一步工作是对顶点的类型进行设计，先来介绍固定功能流水线中使用频繁的一套顶点定义格式——灵活顶点格式(Flexible Vertex Format，FVF)。灵活顶点格式可以让我们随心所欲地自定义其中锁包含的顶点属性信息。例如，顶点的三维坐标，颜色，顶点线法和纹理坐标等。
创建自定义灵活顶点格式时，根据实际的需求来定义一个包含特定定点信息的结构体。如：
struct CUSTOMVERTEX
{
float x,y,z; //坐标
DWORD colot; //颜色
};
仅定义出结构体，Direct3D是不能理解我们要做什么的，还需要一个宏来传达我们定义的顶点有哪些属性：
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE)
注：
上面的单竖杠 “|” 是按位或的意思，没有短路功能，右边的表达式总会被计算 。但是我这里其实并不明白上面那个宏定义为什么要做个按位或运算呢？——这里的单竖杠貌似不是按位或运算，作用有点类似java7中的多异常捕获机制中的管道符（|）
上面的CUSTOMVERTEX和宏定义的部分中的D3DFVF_CUSTOMVERTEX不是一码事，后面的 D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE 全是16进制数值，貌似在Windows编程中，像这些预定义好的宏其实大部分都是数值，因为单纯的数字代表不了其具体含义，所以要定义为更有语义化的宏。至于这里定义的宏D3DFVF_CUSTOMVERTEX是用来描述我们自定义的顶点结构体的，估计之后在程序中要用的，因为它是一一对应着构体中的属性。
在Direct3D中常用的FVF格式可以取一下所表示的这些值：
注意在书写灵活顶点格式的宏定义的时候要遵循一个顺序原则，优先级要这样来分：
顶点缓存使用四步曲之二：创建顶点缓存
顶点缓存有IDirect3DVertexBuffer9接口对象来表示。先定义一个指向IDirect3DVertexBuffer9接口的指针变量：
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVertexBuffer = NULL;
然后用我们的Direct3D设备调用CreateVertexBuffer方法创建顶点缓存，把内存地址复制给我们创建的这个指针了。
关于CreateVertexBuffer方法：
HRESULT CreateVertexBuffer(
[in] UINT Length, //顶点缓存的大小，以字节为单位
[in] DWORD Usage, //指定使用缓存的一些附加属性，取0表示没有附加属性，或者取下面表格中的一个或多个值，多个值用 “|” 连接
[in] DWORD FVF, //指定要存储在顶点缓存中的灵活顶点格式，就是之前我们定义的宏
[in] D3DPOOL Pool, //指定存储顶点缓存的内存位置实在内存中还是在显卡中
[out, retval] IDirect3DVertexBuffer9 **ppVertexBuffer, //调用CreateVertexBuffer方法就是对这个变量初始化
[in] HANDLE *pSharedHandle //设置为NULL或0就可以了
);
注：
还是关于 "|"，我百度了下，这个符号在C++/C中就是按位或运算啊，但是书上这里的解释是参数取多个值时用 "|" 连接，从程序上来看的确使这个作用，但是我不明白为什么这里按位或运算能实现这种效果。
所以，这一步创建顶点缓存的代码合起来就是：
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVertexBuffer = NULL; //顶点缓冲对象,记住这也是个指针
//创建顶点缓存区
g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer(*sizeof(CUSTOMVERTEX), , D3DFVF_CUSTOMVERTEX, D3DPOOL_DEFAULT, &g_pVertexBuffer, NUll);
顶点缓存使用四步曲之三：访问顶点缓存
上一步我们创建了顶点缓存的金钥匙——指向IDirect3DVertexBuffer9接口的指针。之后呢，就是利用这个指针去“指”一下IDirect3DVertexBuffer9接口的Lock以及Unlock方法，然后在Lock和Unlock方法之间访问我们的顶点缓存就好了。
加锁函数IDirect3DVertexBuffer9::Lock():
HRESULT Lock(
[in] UINT OffsetToLock, //加锁区域字存储空间的起始位置到开始锁定位置的偏移量，单位为字节
[in] UINT SizeToLock, //要锁定的存储区字节数
[out] VOID **ppbData, //指向被锁定的存储区的起始地址的指针
[in] DWORD Flags //锁定方式
);
有两种方式来在Lock和UnLock方法之间访问缓存的内容，第一种方式是直接在Lock和UnLock方法之间对每个顶点的数据进行赋值和修改，以Lock方法中的ppbData指针参数作为数组的首地址，例如：
g_pVertexBuf->Lock(,, (void**)&pVertices,); //加锁
pVertices[0] = CUSTOMVERTEX(-80.0f, -80.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(,,)); //V0
pVertices[1] = CUSTOMVERTEX(-80.0f, 80.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(,,)); //V1
pVertices[2] = CUSTOMVERTEX(80.0f, 80.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(,,)); //V2
pVertices[3] = CUSTOMVERTEX(80.0f, -80.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(,,)); //V3
g_pVertexBuf->UnLock(); //解锁
与上面对应的顶点结构题体定义是：
第二种方式是事先准备好顶点数据的数组，然后在加锁和解锁之间使用memcpy函数，进行数组内容的拷贝就可以了：
顶点缓存使用四步曲之四：图形的绘制
这步是利用之前我们缓存的顶点来绘制出图形来。
首先是SetStreamSource方法：
HRESULT SetStreamSource(
[in] UINT StreamNumber, //指定与该顶点缓存建立连接的数据流，通常设为0
[in] IDirect3DVertexBuffer9 *pStreamData, //包含顶点数据的顶点缓存指针，就是我们定义的指向IDirect3DVertextBuffer9接口的指针变量g_pVertexBuffer
[in] UINT OffsetInBytes, //数据流中以字节为单位的偏移量，通常设为0
[in] UINT Stride //表示在顶点缓存中存储的每个顶点结构的大小，以字节为单位
);
具体的调用例子：
g_pd3Device->SetStreamSource(, g_pVertexBuffer, , sizeof(CUSTOMVERTEX));
然后是调用SerFVF这个方法：
HRESULT SetFVF(
[in] DWORD FVF
);
这个不多说了，参数直接填之前我们定义的宏就可以了。最后是DrawPrimitive：
HRESULT DrawPrimitive(
[in] D3DPRIMITIVETYPE PrimitiveType, //将要绘制的图元类型，在D3DPRIMITIVETYPE枚举中取值
[in] UINT StartVertex, //指定从顶点缓存中读取顶点数据的其实索引位置
[in] UINT PrimitiveCount //需要绘制的图元数量，通过StartVertex和PrimitiveCount可以对缓存中的某一部分进行绘制
);
来个调用实例：
g_p3dDevice->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, , );
最后是国际惯例，来个完整的程序：
//-----------------------------------【头文件包含部分】---------------------------------------
#include <d3d9.h>
#include <d3dx9.h>
#include <tchar.h> //-----------------------------------【库文件包含部分】---------------------------------------
#pragma comment(lib,"d3d9.lib")
#pragma comment(lib,"d3dx9.lib") //-----------------------------------【宏定义部分】--------------------------------------------
#define WINDOW_WIDTH 800 //为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度
#define WINDOW_HEIGHT 600 //为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度
#define WINDOW_TITLE L"【致我们永不熄灭的游戏开发梦想】Direct3D顶点缓存的逆袭 示例程序" //为窗口标题定义的宏
#define SAFE_RELEASE(p) { if(p) { (p)->Release(); (p)=NULL; } } //定义一个安全释放宏，便于后面COM接口指针的释放 //------------------------------------------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存使用四步曲之一】：设计顶点格式
//------------------------------------------------------------------------------------------------
struct CUSTOMVERTEX
{
FLOAT x, y, z, rhw;
DWORD color;
};
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE) //FVF灵活顶点格式 //-----------------------------------【全局变量声明部分】-------------------------------------
LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; //Direct3D设备对象
ID3DXFont* g_pFont=NULL; //字体COM接口
float g_FPS = 0.0f; //一个浮点型的变量，代表帧速率
wchar_t g_strFPS[]; //包含帧速率的字符数组
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVertexBuffer = NULL; //顶点缓冲区对象 //-----------------------------------【全局函数声明部分】-------------------------------------
// 描述：全局函数声明，防止“未声明的标识”系列错误
//------------------------------------------------------------------------------------------------
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam );//窗口过程函数
HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D的初始化
HRESULT Objects_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行要绘制的物体的资源初始化
VOID Direct3D_Render(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D渲染代码的书写
VOID Direct3D_CleanUp( ); //在这个函数中清理COM资源以及其他资源
float Get_FPS(); //-----------------------------------【WinMain( )函数】--------------------------------------
// 描述：Windows应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//------------------------------------------------------------------------------------------------
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd)
{
//【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类
WNDCLASSEX wndClass = { }; //用WINDCLASSEX定义了一个窗口类
wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ; //设置结构体的字节数大小
wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; //设置窗口的样式
wndClass.lpfnWndProc = WndProc; //设置指向窗口过程函数的指针
wndClass.cbClsExtra = ; //窗口类的附加内存，取0就可以了
wndClass.cbWndExtra = ; //窗口的附加内存，依然取0就行了
wndClass.hInstance = hInstance; //指定包含窗口过程的程序的实例句柄。
wndClass.hIcon=(HICON)::LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,,,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE); //本地加载自定义ico图标
wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); //指定窗口类的光标句柄。
wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); //为hbrBackground成员指定一个白色画刷句柄
wndClass.lpszMenuName = NULL; //用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。
wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop"; //用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。 //【2】窗口创建四步曲之二：注册窗口类
if( !RegisterClassEx( &wndClass ) ) //设计完窗口后，需要对窗口类进行注册，这样才能创建该类型的窗口
return -; //【3】窗口创建四步曲之三：正式创建窗口
HWND hwnd = CreateWindow( L"ForTheDreamOfGameDevelop",WINDOW_TITLE, //喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindow
WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, WINDOW_WIDTH,
WINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL ); //Direct3D资源的初始化，调用失败用messagebox予以显示
if (!(S_OK==Direct3D_Init (hwnd)))
{
MessageBox(hwnd, _T("Direct3D初始化失败~！"), _T("浅墨的消息窗口"), ); //使用MessageBox函数，创建一个消息窗口
} //【4】窗口创建四步曲之四：窗口的移动、显示与更新
MoveWindow(hwnd,,,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,true); //调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处
ShowWindow( hwnd, nShowCmd ); //调用ShowWindow函数来显示窗口
UpdateWindow(hwnd); //对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样 //【5】消息循环过程
MSG msg = { }; //初始化msg
while( msg.message != WM_QUIT ) //使用while循环
{
if( PeekMessage( &msg, , , , PM_REMOVE ) ) //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。
{
TranslateMessage( &msg ); //将虚拟键消息转换为字符消息
DispatchMessage( &msg ); //该函数分发一个消息给窗口程序。
}
else
{
Direct3D_Render(hwnd); //进行渲染
}
}
//【6】窗口类的注销
UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance); //程序准备结束，注销窗口类
return ;
} //-----------------------------------【WndProc( )函数】--------------------------------------
// 描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
switch( message ) //switch语句开始
{
case WM_PAINT: // 若是客户区重绘消息
Direct3D_Render(hwnd); //调用Direct3D渲染函数
ValidateRect(hwnd, NULL); // 更新客户区的显示
break; //跳出该switch语句 case WM_KEYDOWN: // 若是键盘按下消息
if (wParam == VK_ESCAPE) // 如果被按下的键是ESC
DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息
break; //跳出该switch语句 case WM_DESTROY: //若是窗口销毁消息
Direct3D_CleanUp(); //调用自定义的资源清理函数Game_CleanUp（）进行退出前的资源清理
PostQuitMessage( ); //向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息
break; //跳出该switch语句 default: //若上述case条件都不符合，则执行该default语句
return DefWindowProc( hwnd, message, wParam, lParam ); //调用缺省的窗口过程
} return ; //正常退出
} //-----------------------------------【Direct3D_Init( )函数】--------------------------------------
// 描述：Direct3D初始化函数，进行Direct3D的初始化
//------------------------------------------------------------------------------------------------
HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd)
{
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之一，创接口】：创建Direct3D接口对象, 以便用该Direct3D对象创建Direct3D设备对象
//--------------------------------------------------------------------------------------
LPDIRECT3D9 pD3D = NULL; //Direct3D接口对象的创建
if( NULL == ( pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) ) //初始化Direct3D接口对象，并进行DirectX版本协商
return E_FAIL; //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之二,取信息】：获取硬件设备信息
//--------------------------------------------------------------------------------------
D3DCAPS9 caps; int vp = ;
if( FAILED( pD3D->GetDeviceCaps( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps ) ) )
{
return E_FAIL;
}
if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT )
vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING; //支持硬件顶点运算，我们就采用硬件顶点运算，妥妥的
else
vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING; //不支持硬件顶点运算，无奈只好采用软件顶点运算 //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之三，填内容】：填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构体
//--------------------------------------------------------------------------------------
D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
d3dpp.BackBufferWidth = WINDOW_WIDTH;
d3dpp.BackBufferHeight = WINDOW_HEIGHT;
d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8;
d3dpp.BackBufferCount = ;
d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE;
d3dpp.MultiSampleQuality = ;
d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
d3dpp.hDeviceWindow = hwnd;
d3dpp.Windowed = true;
d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true;
d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D24S8;
d3dpp.Flags = ;
d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = ;
d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE; //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之四，创设备】：创建Direct3D设备接口
//--------------------------------------------------------------------------------------
if(FAILED(pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL,
hwnd, vp, &d3dpp, &g_pd3dDevice)))
return E_FAIL; SAFE_RELEASE(pD3D) //LPDIRECT3D9接口对象的使命完成，我们将其释放掉 if(!(S_OK==Objects_Init(hwnd))) return E_FAIL; //调用一次Objects_Init，进行渲染资源的初始化
return S_OK;
} //-----------------------------------【Object_Init( )函数】--------------------------------------
// 描述：渲染资源初始化函数，在此函数中进行要被渲染的物体的资源的初始化
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
HRESULT Objects_Init(HWND hwnd)
{
//创建字体
if(FAILED(D3DXCreateFont(g_pd3dDevice, , , , , false, DEFAULT_CHARSET,
OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, , _T("微软雅黑"), &g_pFont)))
return E_FAIL;
srand(timeGetTime()); //用系统时间初始化随机种子 //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存使用四步曲之二】：创建顶点缓存
//--------------------------------------------------------------------------------------
//创建顶点缓存
if( FAILED( g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer( *sizeof(CUSTOMVERTEX),
, D3DFVF_CUSTOMVERTEX,
D3DPOOL_DEFAULT, &g_pVertexBuffer, NULL ) ) )
{
return E_FAIL;
}
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存使用四步曲之三】：访问顶点缓存
//--------------------------------------------------------------------------------------
//顶点数据的设置，
CUSTOMVERTEX vertices[] =
{
//采用rand函数，给顶点以随机的颜色和位置
{ 300.0f, 100.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % ), },
{ 500.0f, 100.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % ), },
{ 300.0f, 300.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % ), },
{ 300.0f, 300.0f, 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % ), },
{ (float)(800.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)) , (float)(600.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)) , 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % ), },
{ (float)(800.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)) , (float)(600.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)) , 0.0f, 1.0f, D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % ), } }; //填充顶点缓冲区
VOID* pVertices;
if( FAILED( g_pVertexBuffer->Lock( , sizeof(vertices), (void**)&pVertices, ) ) )
return E_FAIL;
memcpy( pVertices, vertices, sizeof(vertices) );
g_pVertexBuffer->Unlock(); g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, false); //关掉背面消隐，无论是否顺时针，随机的那个三角形都会显示。
return S_OK;
} //-----------------------------------【Direct3D_Render( )函数】-------------------------------
// 描述：使用Direct3D进行渲染
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
void Direct3D_Render(HWND hwnd)
{
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之一】：清屏操作
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->Clear(, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(, , ), 1.0f, ); //定义一个矩形，用于获取主窗口矩形
RECT formatRect;
GetClientRect(hwnd, &formatRect); //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之二】：开始绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->BeginScene(); // 开始绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之三】：正式绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_SHADEMODE,D3DSHADE_GOURAUD);//设置渲染状态
//------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存使用四步曲之四】：绘制图形
//------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->SetStreamSource( , g_pVertexBuffer, , sizeof(CUSTOMVERTEX) );
g_pd3dDevice->SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );
g_pd3dDevice->DrawPrimitive( D3DPT_TRIANGLELIST, , ); //在窗口右上角处，显示每秒帧数
int charCount = swprintf_s(g_strFPS, , _T("FPS:%0.3f"), Get_FPS() );
g_pFont->DrawText(NULL, g_strFPS, charCount , &formatRect, DT_TOP | DT_RIGHT, D3DCOLOR_XRGB(,,)); //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之四】：结束绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->EndScene(); // 结束绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之五】：显示翻转
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL); // 翻转与显示
} //-----------------------------------【Get_FPS( )函数】------------------------------------------
// 描述：用于计算每秒帧速率的一个函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
float Get_FPS()
{
//定义四个静态变量
static float fps = ; //我们需要计算的FPS值
static int frameCount = ;//帧数
static float currentTime =0.0f;//当前时间
static float lastTime = 0.0f;//持续时间 frameCount++;//每调用一次Get_FPS()函数，帧数自增1
currentTime = timeGetTime()*0.001f;//获取系统时间，其中timeGetTime函数返回的是以毫秒为单位的系统时间，所以需要乘以0.001，得到单位为秒的时间 //如果当前时间减去持续时间大于了1秒钟，就进行一次FPS的计算和持续时间的更新，并将帧数值清零
if(currentTime - lastTime > 1.0f) //将时间控制在1秒钟
{
fps = (float)frameCount /(currentTime - lastTime);//计算这1秒钟的FPS值
lastTime = currentTime; //将当前时间currentTime赋给持续时间lastTime，作为下一秒的基准时间
frameCount = ;//将本次帧数frameCount值清零
} return fps;
} //-----------------------------------【Direct3D_CleanUp( )函数】--------------------------------
// 描述：资源清理函数，在此函数中进行程序退出前资源的清理工作
//---------------------------------------------------------------------------------------------------
void Direct3D_CleanUp()
{
//释放COM接口对象
SAFE_RELEASE(g_pVertexBuffer)
SAFE_RELEASE(g_pFont)
SAFE_RELEASE(g_pd3dDevice)
}
2. 索引缓存
三角形是Direct3D中绘制图形的基本单元，我们绘制的任何图形都是用大量的三角形组合起来的。一个正方形有4个顶点，但是要绘制它要需要2个三角形，6个顶点。说白了，当物体模型复杂，顶点数量很大时，仅使用顶点缓存绘制图形会使重复的顶点大大增加，为了解决这个问题才出现了索引缓存。索引用于记录缓存中每一个顶点的索引位置。通过索引查找对应的顶点，以完成图形的绘制。以上一节中的正方形为例子：
可以看到这里用了4个顶点和6个索引来描述一个正方形。
使用顶点缓存配合索引缓存绘制图形时所用到的函数是 IDirect3DDevice9::DrawIndexedPrimitive：
HRESULT DrawIndexedPrimitive(
[in] D3DPRIMITIVETYPE Type, //和DrawPrimitive方法中的第一个参数一样，表示图元类型
[in] INT BaseVertexIndex, //将要进行绘制的索引缓存的起始顶点的索引位置
[in] UINT MinIndex, //数组中最小的索引值，通常为0
[in] UINT NumVertices, //需要的顶点个数
[in] UINT StartIndex, //从索引的第几个索引处开始绘制我们的图元
[in] UINT PrimitiveCount //要绘制的图元个数
);
来张图说明一下：
顶点缓存和索引缓存使用四步曲之一：设计顶点格式
顶点缓存和索引缓存使用四步曲之二：创建顶点缓存以及索引缓存
在Direct3D中，顶点缓存由IDirect3DVertexBuffer9接口对象来表示，而索引对象则由IDirect3DIndexBuffer来表示。所以这一步要做的是定义指向这两个接口的指针：
然后在CreateVertexBuffer方法和CreateIndexBuffer方法中创建点缓存和索引缓存，把内存地址分别复制给我们创建的这连个指针。关于CreateIndexBuffer：
HRESULT CreateIndexBuffer(
[in] UINT Length, //索引缓存的大小，以字节为单位
[in] DWORD Usage, //指定使用缓存的一些附加属性
[in] D3DFORMAT Format, //指定索引缓存中存储每个索引的大小
[in] D3DPOOL Pool, //指定索引缓存是存储在内存中还是显存中
[out, retval] IDirect3DIndexBuffer9 **ppIndexBuffer, //对这个变量初始化，得到创建好的索引缓存的地址，我们拿这个指针来操作索引缓存
[in] HANDLE *pSharedHandle //设为NULL或0即可
);
(吐槽：看到这里，我发现Windows游戏编程中的函数设计和我学java中的函数设计思路真的是完全不一样，前者在传入的参数方面分为输入和输出，根据输入的参数([in])进行加工得到的结果赋给输出([out])参数，以供我们后续使用，函数的返回值往往表示这个方法是否执行成功。而java中的函数，参数大部分都是作为纯输入，然后取执行的返回值作为执行结果，很少把执行结果直接传给函数参数的，至于这其中的设计差异原因现在还不是很明白，希望有一天自己能到设计层面上的那个水平)。
顶点缓存和索引缓存使用四步曲之三：访问顶点缓存以及索引缓存
先加锁，然后取缓存首地址，通过该地址向索引缓存中写入索引信息，最后解锁。在这里，和访问顶点缓存一样，也有来年各种方式。第一种是直接在Lock和UnLock之间对每个索引的数据进行赋值和修改：
第二种方式是实现准备好索引数据的数组，然后在Lock和UnLock之间用下memcpy函数进行数组内容拷贝就可以了：
顶点缓存和索引缓存使用四步曲之四：绘制图形
步骤是：调用IDirect3DDevice9::SetStreamSource把包含几何体信息的顶点缓存和渲染流水线相关联 ——> IDirect3DDevice9::SetFVF指定我们使用的灵活顶点格式 ——> IDirect3DDevice9::SetIndices设置索引缓存 ——> 绘制函数DrawIndexedPrimitive
SetIndices函数：
HRESULT SetIndices(
[in] IDirect3DIndexBuffer9 *pIndexData
);
DrawIndexedPrimitive函数：
HRESULT DrawIndexedPrimitive(
[in] D3DPRIMITIVETYPE Type, //和DrawPrimitive方法中的第一个参数一样，表示图元类型
[in] INT BaseVertexIndex, //将要进行绘制的索引缓存的起始顶点的索引位置
[in] UINT MinIndex, //数组中最小的索引值，通常为0
[in] UINT NumVertices, //需要的顶点个数
[in] UINT StartIndex, //从索引的第几个索引处开始绘制我们的图元
[in] UINT PrimitiveCount //要绘制的图元个数
);
示例程序：
//-----------------------------------【头文件包含部分】---------------------------------------
#include <d3d9.h>
#include <d3dx9.h>
#include <tchar.h> //-----------------------------------【库文件包含部分】---------------------------------------
#pragma comment(lib,"d3d9.lib")
#pragma comment(lib,"d3dx9.lib") //-----------------------------------【宏定义部分】--------------------------------------------
#define WINDOW_WIDTH 800 //为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度
#define WINDOW_HEIGHT 600 //为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度
#define WINDOW_TITLE L"【致我们永不熄灭的游戏开发梦想】Direct3D索引缓存的故事 示例程序" //为窗口标题定义的宏
#define SAFE_RELEASE(p) { if(p) { (p)->Release(); (p)=NULL; } } //定义一个安全释放宏，便于后面COM接口指针的释放 //------------------------------------------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存使用四步曲之一】：设计顶点格式
//------------------------------------------------------------------------------------------------
struct CUSTOMVERTEX
{
FLOAT x, y, z, rhw;
DWORD color;
};
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE) //FVF灵活顶点格式 //-----------------------------------【全局变量声明部分】-------------------------------------
// 描述：全局变量的声明
//------------------------------------------------------------------------------------------------
LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; //Direct3D设备对象
ID3DXFont* g_pFont=NULL; //字体COM接口
float g_FPS = 0.0f; //一个浮点型的变量，代表帧速率
wchar_t g_strFPS[]; //包含帧速率的字符数组
LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVertexBuffer = NULL; //顶点缓冲区对象
LPDIRECT3DINDEXBUFFER9 g_pIndexBuffer = NULL; // 索引缓存对象 //-----------------------------------【全局函数声明部分】-------------------------------------
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam );//窗口过程函数
HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D的初始化
HRESULT Objects_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行要绘制的物体的资源初始化
VOID Direct3D_Render(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D渲染代码的书写
VOID Direct3D_CleanUp( ); //在这个函数中清理COM资源以及其他资源
float Get_FPS(); //计算帧数的函数 //-----------------------------------【WinMain( )函数】--------------------------------------
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd)
{
//【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类
WNDCLASSEX wndClass = { }; //用WINDCLASSEX定义了一个窗口类
wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ; //设置结构体的字节数大小
wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; //设置窗口的样式
wndClass.lpfnWndProc = WndProc; //设置指向窗口过程函数的指针
wndClass.cbClsExtra = ; //窗口类的附加内存，取0就可以了
wndClass.cbWndExtra = ; //窗口的附加内存，依然取0就行了
wndClass.hInstance = hInstance; //指定包含窗口过程的程序的实例句柄。
wndClass.hIcon=(HICON)::LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,,,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE); //本地加载自定义ico图标
wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); //指定窗口类的光标句柄。
wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); //为hbrBackground成员指定一个白色画刷句柄
wndClass.lpszMenuName = NULL; //用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。
wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop"; //用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。 //【2】窗口创建四步曲之二：注册窗口类
if( !RegisterClassEx( &wndClass ) ) //设计完窗口后，需要对窗口类进行注册，这样才能创建该类型的窗口
return -; //【3】窗口创建四步曲之三：正式创建窗口
HWND hwnd = CreateWindow( L"ForTheDreamOfGameDevelop",WINDOW_TITLE, //喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindow
WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, WINDOW_WIDTH,
WINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL ); //Direct3D资源的初始化，调用失败用messagebox予以显示
if (!(S_OK==Direct3D_Init (hwnd)))
{
MessageBox(hwnd, _T("Direct3D初始化失败~！"), _T("浅墨的消息窗口"), ); //使用MessageBox函数，创建一个消息窗口
} //【4】窗口创建四步曲之四：窗口的移动、显示与更新
MoveWindow(hwnd,,,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,true); //调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处
ShowWindow( hwnd, nShowCmd ); //调用ShowWindow函数来显示窗口
UpdateWindow(hwnd); //对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样 PlaySound(L"グラン=パルスのルシ.wav", NULL, SND_FILENAME | SND_ASYNC|SND_LOOP); //循环播放背景音乐 //【5】消息循环过程
MSG msg = { }; //初始化msg
while( msg.message != WM_QUIT ) //使用while循环
{
if( PeekMessage( &msg, , , , PM_REMOVE ) ) //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。
{
TranslateMessage( &msg ); //将虚拟键消息转换为字符消息
DispatchMessage( &msg ); //该函数分发一个消息给窗口程序。
}
else
{
Direct3D_Render(hwnd); //进行渲染
}
}
//【6】窗口类的注销
UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance); //程序准备结束，注销窗口类
return ;
} //-----------------------------------【WndProc( )函数】--------------------------------------
// 描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理
//------------------------------------------------------------------------------------------------
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
switch( message ) //switch语句开始
{
case WM_PAINT: // 若是客户区重绘消息
Direct3D_Render(hwnd); //调用Direct3D渲染函数
ValidateRect(hwnd, NULL); // 更新客户区的显示
break; //跳出该switch语句 case WM_KEYDOWN: // 若是键盘按下消息
if (wParam == VK_ESCAPE) // 如果被按下的键是ESC
DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息
break; //跳出该switch语句 case WM_DESTROY: //若是窗口销毁消息
Direct3D_CleanUp(); //调用自定义的资源清理函数Game_CleanUp（）进行退出前的资源清理
PostQuitMessage( ); //向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息
break; //跳出该switch语句 default: //若上述case条件都不符合，则执行该default语句
return DefWindowProc( hwnd, message, wParam, lParam ); //调用缺省的窗口过程
} return ; //正常退出
} //-----------------------------------【Direct3D_Init( )函数】--------------------------------------
// 描述：Direct3D初始化函数，进行Direct3D的初始化
//------------------------------------------------------------------------------------------------
HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd)
{
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之一，创接口】：创建Direct3D接口对象, 以便用该Direct3D对象创建Direct3D设备对象
//--------------------------------------------------------------------------------------
LPDIRECT3D9 pD3D = NULL; //Direct3D接口对象的创建
if( NULL == ( pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION ) ) ) //初始化Direct3D接口对象，并进行DirectX版本协商
return E_FAIL; //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之二,取信息】：获取硬件设备信息
//--------------------------------------------------------------------------------------
D3DCAPS9 caps; int vp = ;
if( FAILED( pD3D->GetDeviceCaps( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps ) ) )
{
return E_FAIL;
}
if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT )
vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING; //支持硬件顶点运算，我们就采用硬件顶点运算，妥妥的
else
vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING; //不支持硬件顶点运算，无奈只好采用软件顶点运算 //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之三，填内容】：填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构体
//--------------------------------------------------------------------------------------
D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
d3dpp.BackBufferWidth = WINDOW_WIDTH;
d3dpp.BackBufferHeight = WINDOW_HEIGHT;
d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8;
d3dpp.BackBufferCount = ;
d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE;
d3dpp.MultiSampleQuality = ;
d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
d3dpp.hDeviceWindow = hwnd;
d3dpp.Windowed = true;
d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true;
d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D24S8;
d3dpp.Flags = ;
d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = ;
d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE; //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D初始化四步曲之四，创设备】：创建Direct3D设备接口
//--------------------------------------------------------------------------------------
if(FAILED(pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL,
hwnd, vp, &d3dpp, &g_pd3dDevice)))
return E_FAIL; SAFE_RELEASE(pD3D) //LPDIRECT3D9接口对象的使命完成，我们将其释放掉 if(!(S_OK==Objects_Init(hwnd))) return E_FAIL; //调用一次Objects_Init，进行渲染资源的初始化 return S_OK;
} //-----------------------------------【Object_Init( )函数】--------------------------------------
// 描述：渲染资源初始化函数，在此函数中进行要被渲染的物体的资源的初始化
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
HRESULT Objects_Init(HWND hwnd)
{
//创建字体
if(FAILED(D3DXCreateFont(g_pd3dDevice, , , , , false, DEFAULT_CHARSET,
OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, , _T("微软雅黑"), &g_pFont)))
return E_FAIL;
srand(timeGetTime()); //用系统时间初始化随机种子 //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存、索引缓存绘图四步曲之二】：创建顶点缓存和索引缓存
//--------------------------------------------------------------------------------------
//创建顶点缓存
if( FAILED( g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer( *sizeof(CUSTOMVERTEX),
, D3DFVF_CUSTOMVERTEX,
D3DPOOL_DEFAULT, &g_pVertexBuffer, NULL ) ) )
{
return E_FAIL;
}
// 创建索引缓存
if( FAILED( g_pd3dDevice->CreateIndexBuffer( * sizeof(WORD), ,
D3DFMT_INDEX16, D3DPOOL_DEFAULT, &g_pIndexBuffer, NULL)) )
{
return E_FAIL; }
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存、索引缓存绘图四步曲之三】：访问顶点缓存和索引缓存
//--------------------------------------------------------------------------------------
//顶点数据的设置，
CUSTOMVERTEX Vertices[];
Vertices[].x = ;
Vertices[].y = ;
Vertices[].z = 0.0f;
Vertices[].rhw = 1.0f;
Vertices[].color = D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % );
for(int i=; i<; i++)
{
Vertices[i+].x = (float)(*sin(i*3.14159/8.0)) + ;
Vertices[i+].y = -(float)(*cos(i*3.14159/8.0)) + ;
Vertices[i+].z = 0.0f;
Vertices[i+].rhw = 1.0f;
Vertices[i+].color = D3DCOLOR_XRGB(rand() % , rand() % , rand() % );
} //填充顶点缓冲区
VOID* pVertices;
if( FAILED( g_pVertexBuffer->Lock( , sizeof(Vertices), (void**)&pVertices, ) ) )
return E_FAIL;
memcpy( pVertices, Vertices, sizeof(Vertices) );
g_pVertexBuffer->Unlock(); //索引数组的设置
WORD Indices[] ={ ,,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,,, ,, ,,,, ,, ,,, ,,, ,,,, , , }; // 填充索引数据
WORD *pIndices = NULL;
g_pIndexBuffer->Lock(, , (void**)&pIndices, );
memcpy( pIndices, Indices, sizeof(Indices) );
g_pIndexBuffer->Unlock(); return S_OK;
} //-----------------------------------【Direct3D_Render( )函数】-------------------------------
// 描述：使用Direct3D进行渲染
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
void Direct3D_Render(HWND hwnd)
{
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之一】：清屏操作
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->Clear(, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(, , ), 1.0f, ); //定义一个矩形，用于获取主窗口矩形
RECT formatRect;
GetClientRect(hwnd, &formatRect); //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之二】：开始绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->BeginScene(); // 开始绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之三】：正式绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 设置渲染状态
g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_SHADEMODE,D3DSHADE_GOURAUD);//这句代码可省略，因为高洛德着色模式为D3D默认的着色模式
//-------------------------------------------------------------------
// 【顶点缓存、索引缓存绘图四步曲之四】：绘制图形
//--------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->SetStreamSource( , g_pVertexBuffer, , sizeof(CUSTOMVERTEX) );//把包含的几何体信息的顶点缓存和渲染流水线相关联
g_pd3dDevice->SetFVF( D3DFVF_CUSTOMVERTEX );//指定我们使用的灵活顶点格式的宏名称
g_pd3dDevice->SetIndices(g_pIndexBuffer);//设置索引缓存
g_pd3dDevice->DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, , , , , );//利用索引缓存配合顶点缓存绘制图形 //在窗口右上角处，显示每秒帧数
int charCount = swprintf_s(g_strFPS, , _T("FPS:%0.3f"), Get_FPS() );
g_pFont->DrawText(NULL, g_strFPS, charCount , &formatRect, DT_TOP | DT_RIGHT, D3DCOLOR_XRGB(,,)); //--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之四】：结束绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->EndScene(); // 结束绘制
//--------------------------------------------------------------------------------------
// 【Direct3D渲染五步曲之五】：显示翻转
//--------------------------------------------------------------------------------------
g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL); // 翻转与显示
} //-----------------------------------【Get_FPS( )函数】------------------------------------------
// 描述：用于计算每秒帧速率的一个函数
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
float Get_FPS()
{
//定义四个静态变量
static float fps = ; //我们需要计算的FPS值
static int frameCount = ;//帧数
static float currentTime =0.0f;//当前时间
static float lastTime = 0.0f;//持续时间 frameCount++;//每调用一次Get_FPS()函数，帧数自增1
currentTime = timeGetTime()*0.001f;//获取系统时间，其中timeGetTime函数返回的是以毫秒为单位的系统时间，所以需要乘以0.001，得到单位为秒的时间 //如果当前时间减去持续时间大于了1秒钟，就进行一次FPS的计算和持续时间的更新，并将帧数值清零
if(currentTime - lastTime > 1.0f) //将时间控制在1秒钟
{
fps = (float)frameCount /(currentTime - lastTime);//计算这1秒钟的FPS值
lastTime = currentTime; //将当前时间currentTime赋给持续时间lastTime，作为下一秒的基准时间
frameCount = ;//将本次帧数frameCount值清零
} return fps;
} //-----------------------------------【Direct3D_CleanUp( )函数】--------------------------------
// 描述：资源清理函数，在此函数中进行程序退出前资源的清理工作
//---------------------------------------------------------------------------------------------------
void Direct3D_CleanUp()
{
//释放COM接口对象
SAFE_RELEASE(g_pIndexBuffer)
SAFE_RELEASE(g_pVertexBuffer)
SAFE_RELEASE(g_pFont)
SAFE_RELEASE(g_pd3dDevice)
}
参考博客：
【Visual C++】游戏开发笔记三十六 浅墨DirectX提高班之四 顶点缓存的逆袭
【Visual C++】游戏开发笔记三十七 浅墨DirectX提高班之五 顶点缓存的红颜知己：索引缓存的故事
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