Unity基本图形绘制.ppt

绘制基本图形,学习重点：DX基本图元图元绘制,学习目的:能够灵活使用各种图元,1.图形绘制,1.1图元,游戏中的模型不管有多复杂，都是有点、线、三角形面拼接起来的。,1.图形绘制,1.1图元,图元（Primitive）是由Direct3D定义的基本的图形表示单位，所有的复杂物体都是由这些基本图元来组合而成的。,1.图形绘制,1.1图元,DrawPrimitiveUP是Direct3D提供的基本图元绘制函数之一。,HRESULT DrawPrimitiveUP(D3DPRIMITIVETYPE PrimitiveType,/基本图元类型 UINT PrimitiveCount/绘制的图元的数量 const void*pVertexStreamZeroData,/顶点的起始地址 UINT VertexStreamZeroStride/每个顶点所占的字节数);,点列（POINTLIST）,点列由一系列的顶点组成。,g_pDevice-DrawPrimitiveUP(D3DPT_POINTLIST,6，数组首地址,sizeof(一个顶点字节数);,1.图形绘制,1.1图元,线列（LINELIST）,线列由一系列的线段组成。,线带（LINESTRIP）,线带由一系列的线段组成，前一个线段的终点是下一条线段的起点。,g_pDevice-DrawPrimitiveUP(D3DPT_LINELIST,3，数组首地址,sizeof(一个顶点字节数);,g_pDevice-DrawPrimitiveUP(D3DPT_LINESTRIP,5，数组首地址,sizeof(一个顶点字节数);,1.图形绘制,1.1图元,三角形列由一系列的三角形组成。,三角形列（TRIANGLELIST）,三角形带（TRIANGLESTRIP）,三角形带由一系列的三角形组成，除了第一个三角形，其他的三角形只需要输入第三个顶点，这个顶点与前一个三角形中的后两个顶点组成新的三角形。,g_pDevice-DrawPrimitiveUP(D3DPT_TRIANGLELIST,2，数组首地址,sizeof(一个顶点字节数);,g_pDevice-DrawPrimitiveUP(D3DPT_TRIANGLESTRIP,4，数组首地址,sizeof(一个顶点字节数);,1.图形绘制,1.1图元,三角形扇（TRIANGLEFAN）,三角形扇是以扇形扩展的方式来定义三角形序列的。,g_pDevice-DrawPrimitiveUP(D3DPT_TRIANGLEFAN,3，数组首地址,sizeof(一个顶点字节数);,1.图形绘制,1.2 顶点的格式,顶点（Vertex）是一切物体的最基本元素，对应着三维空间坐标系中的一个点。,在Direct3D中，描述一个点的方法非常丰富灵活，可以通过特殊的组合来描述空间中点的各种属性。Direct3D引入了一个称为灵活顶点格式（FVF：Flexible Vertex Format）的概念。,灵活顶点格式是用来描述顶点属性的一种方法，这种方法可以由自己来定义顶点格式。FVF这种灵活的顶点组织方式使图形绘制中只需要使用顶点必要的组成部分，从而节省了大量的内存带宽和渲染时间。,1.图形绘制,1.2 顶点的格式,1.图形绘制,1.2 顶点的格式,Direct3D定义的灵活顶点格式可以是以下类型的组合：,如果使用灵活顶点格式，必须以以下顺序来格式化所有的顶点:位置,RHW,混合加权值,顶点法线,反射颜色,纹理坐标集(1-8套)。,1.图形绘制,1.2 顶点的格式,顶点格式的数据类型,1.图形绘制,1.3 顶点的定义,1.声明一个包含经过转换的坐标和点的颜色#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX(D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE)Struct CUSTOMVERTEXFLOAT x,y,z,rhw;/经过坐标转换的顶点格式DWORD color;/顶点漫反射颜色值2.声明一个顶点的具体坐标，点的法向量坐标，纹理坐标struct CUSTOMVERTEX FLOAT x,y,z;FLOAT nx,ny,nz;FLOAT tu,tv;#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX(D3DFVF_XYZ|D3DFVF_NORMAL|D3DFVF_TEX1);,1、根据自己的需要定义点格式2、定义完点格式后，必须声明该点格式3、定义顶点例如：,1.图形绘制,1.3 顶点的定义,/声明顶点位置和漫反射色数据。CUSTOMVERTEX g_Vertices=/x y z rhw 漫反射色 100.0f,100.0f,0.0f,1.0f,0 xffff0000,200.0f,100.0f,0.0f,1.0f,0 xff00ff00 100.0f,200.0f,0.0f,1.0f,0 xff0000ff,200.0f,200.0f,0.0f,1.0f,0 xffffffff,;,1、二维图形的绘制，如果以屏幕坐标系定义，顶点的格式必须为D3DFVF_XYZRHW2、若图元为三角形，必须保证顶点的定义顺序为顺时针。DX默认仅渲染顺时针三角形3、若使用的三角形strip图元，仅需保证第一个三角形为顺时针即可。,注意点：,1.3.1屏幕坐标系定义顶点,1.图形绘制,1.3 顶点的定义,1、相对坐标系，以窗口的中心为原点，X轴往右为正，Y轴往上为正，Z轴往里为正。不管窗口宽高，X轴范围为-11，Y轴范围为-11，Z轴范围为01.1、二维图形的绘制，如果以相对坐标系定义，定义的格式必须为D3DFVF_XYZ,注意点：,/声明顶点位置和漫反射色数据。CUSTOMVERTEX g_Vertices=/x y z 漫反射色-0.5f,0.5f,0.0f,0 xffff0000,0.5f,0.5f,0.0f,0 xff00ff00-0.5f,-0.5f,0.0f,0 xff0000ff,0.5f,-0.5f,0.0f,0 xffffffff,;,1.3.2 相对坐标系定义顶点,1.图形绘制,1.4 图形绘制,g_pDevice-SetFVF(D3DFVF_CUSTOMVERTEX);g_pDevice-DrawPrimitiveUP(D3DPT_TRIANGLEFAN,3，数组首地址,sizeof(一个顶点字节数);,绘制函数之前一定要通知显卡所绘制图形的顶点格式,图形渲染工作一般都是在函数BeginScene与EndScene之间完成。,1.图形绘制,1.5 顶点缓冲区,顶点缓冲区（Vertex Buffer）是Direct3D用来保存顶点数据的内存缓冲区。顶点缓冲区可以设置在显卡的显存中、AGP内存中或是在系统内存中。如果指定缓冲区空间分配在显存中，能够大大的提高渲染效率。,HRESULT CreateVertexBuffer(UINT Length,/顶点缓冲区的大小，按字节数算 DWORD Usage,/顶点缓冲区属性 DWORD FVF,/灵活顶点格式 D3DPOOL Pool,/顶点缓冲区的内存类型 IDirect3DVertexBuffer9*ppVertexBuffer,/顶点缓冲区指针地址 HANDLE*pHandle/保留参数，置为0);,使用函数CreateVertexBuffer创建一个顶点缓冲区用来保存矩阵顶点值。,LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVB=NULL;/要创建的顶点缓冲/其中参数 D3DFVF_CUSTOMVERTEX指定的自定义顶点格式if(FAILED(g_pd3dDevice-CreateVertexBuffer(sizeof(Rectangle),0,D3DFVF_CUSTOMVERTEX,D3DPOOL_DEFAULT,1.图形绘制,1.5 顶点缓冲区,其中，参数Usage用于指定顶点缓冲区的属性，其取值可以设为0或下表中的任意值的组合。,1.图形绘制,1.5 顶点缓冲区,参数Pool属于枚举类型D3DPOOL，指定顶点缓冲区资源的内存位置。,缓冲区资源内存位置列表,1.图形绘制,1.5 顶点缓冲区,保存顶点到顶点缓冲区,需要把顶点的值存入顶点缓冲区之中，常用的方法是使用函数Lock（）来获取顶点缓冲区的首地址，并且锁定该缓冲区域仅供当前操作使用。,HRESULT IDirect3DVertexBuffer9:Lock(UINT OffsetToLock,/加锁内存起始地址 UINT SizeToLock,/加锁内存大小 VOID*ppbData,/返回内存指针地址 DWORD Flags/加锁属性);,Lock（）函数执行结束时，必须使用Unlock（）函数对缓冲区解锁。,VOID*pRectangle;if(FAILED(g_pVB-Lock(0,sizeof(Rectangle),(void*),函数memcpy的功能是将创建好的顶点内容复制到顶点缓冲区中。,1.图形绘制,1.5 顶点缓冲区,设置资源流,Direct3D中提供了函数SetStreamSource将设置好的顶点缓冲区对象绑定到数据流上：,HRESULT SetStreamSource(UINT StreamNumber,/渲染数据流序号 IDirect3DVertexBuffer9*pStreamData,/进行绑定连接的顶点缓冲区指针 UINT OffsetInBytes,/进行绑定连接的渲染数据流的起始位置 UINT Stride/渲染数据流中一个顶点所占的内存的大小);,从顶点缓冲区绘制图形,绘制基本图元,Direct3D中使用函数IDirect3DDevice9:DrawPrimitive（）完成绘制图元。,HRESULT DrawPrimitive(D3DPRIMITIVETYPE PrimitiveType,/基本图元类型 UINT StartVertex,/起始顶点 UINT PrimitiveCount/绘制的图元的数量);,PrimitiveType指定绘制图元的类型。StartVertex绘制图元时，使用到顶点缓冲区中顶点的起始位置。PrimitiveCount绘制图元的数量。,1.图形绘制,1.6 索引缓冲区,在实际的图形绘制中，除了使用顶点缓冲绘制图形外，还可以使用索引缓冲来绘制几何形体。索引缓冲是由用户定义的，它为每个顶点建立索引值，通常用WORD或者DWORD数组来保存这些索引值，渲染图形时，程序按照顶点索引值的指定的顶点顺序绘制图元。,使用索引缓冲的意义,使用顶点缓冲绘制一个立方体时，需要绘制立方体的6个面，如果使用顶点缓冲绘制绘制由三角带组成的立方体的表面，每一个面都需要4个顶点，那么使用顶点缓冲绘制立方体一共需要24个顶点信息。使用索引缓冲绘制立方体（同样是三角带组成的）时，只需要立方体的各顶点信息，即使用索引缓冲绘制立方体只需要8个顶点。,1.图形绘制,1.6 索引缓冲区,绘制一个立方体时，这样的内存空间并不明显，但是，当需要渲染的三角形数量很大时，使用索引数组显然可以节省大量的内存空间。Direct3D渲染流水线也不用对相同的顶点进行重复计算，可以相应的提高图形程序的整体性能。,使用索引缓冲进行绘制,Direct3D支持通过对应于顶点数组的索引数组绘制三角形，它使用索引缓冲区（Index Buffer）和顶点缓冲区（Vertex Buffer）协作进行绘制。,索引缓冲区就是用来存储多边形顶点索引的缓冲区，它指向顶点缓冲区中的顶点位置。,1.图形绘制,1.6 索引缓冲区,创建索引缓冲区,函数IDirect3DDevice9:CreateIndexBuffer（）用于创建索引缓冲区。,HRESULT CreateIndexBuffer(UINT Length,/索引缓冲区大小，按字节数计算 DWORD Usage,/索引缓冲区属性，和顶点缓冲区相同 D3DFORMAT Format,/索引数组的元素格式，可以是16位或32位的格式 D3DPOOL Pool,/索引缓冲区内存位置 IDirect3DIndexBuffer9*ppIndexBuffer,/索引缓冲区指针地址 HANDLE*pHandle/保留参数，设为0);,填充顶点缓冲区与保存索引值,填充索引缓冲区的方法与填充顶点缓冲区的方法相同。,/填充索引缓冲区VOID*pIndices;if(FAILED(g_pIB-Lock(0,sizeof(g_Indices),(void*),1.图形绘制,1.6 索引缓冲区,顶点属性设置,使用索引缓冲绘制图形时，同样需要先设置灵活顶点格式，并设置各个顶点的值，还需要定义每个顶点所对应的索引数组的值。,CUSTOMVERTEX g_Vertices=50.0f,50.0f,0.5f,1.0f,0 xffff0000,250.0f,250.0f,0.5f,1.0f,0 xff00ff00,50.0f,250.0f,0.5f,1.0f,0 xff00ffff,250.0f,50.0f,0.5f,1.0f,0 xffffffff,;/定义正方形4个顶点的索引WORD g_Indices=0,1,2,0,3,1;,索引数组中的元素表示意义为：数组中第0，1，2个元素与第0，3，1个元素分别构成2个三角形。,1.图形绘制,1.6 索引缓冲区,图形绘制,使用索引缓冲区绘制图形也需要设置资源流。,g_pd3dDevice-SetStreamSource(0,g_pVB,0,sizeof(CUSTOMVERTEX);,使用索引缓冲区绘制图形时，需要调用函数IDirect3DDevice9:SetIndices（）设置当前绘制的索引数组为它的参数。,HRESULT SetIndices(IDirect3DIndexBuffer9*pIndexData/使用的索引缓冲区指针);,DrawIndexedPrimitive（）函数代替DrawPrimitive（）函数绘制基本图元。,HRESULT DrawIndexedPrimitive(D3DPRIMITIVETYPE Type,/基本图元的类型 INT BaseVertexIndex,/顶点缓冲区的起始位置 UINT MinIndex,/最小顶点索引 UINT NumVertices,/绘制三角形所用到的顶点 UINT StartIndex,/索引缓冲区的起始位置 UINT PrimitiveCount/绘制的基本图元的数量);,释放索引缓冲,与释放顶点缓冲一样，在程序结束前需要调用函数Release（）释放索引缓冲。,小结,今天我们主要讲解了2维图形的绘制，并且实现了低效到高效的升级。合理的使用顶点缓冲和索引缓冲能够提高渲染效率。,自测习题,选择题（单选题）1.DrawPrimitive的渲染结果保存于（）。A前台缓冲区 B后台缓冲区 C顶点缓冲区 D深度缓冲区,判断题2.设定顶点的数值必须与所指定的FVF一一对应。（）3通过指定Lock()函数中的OffsetToLock和SizeToLock参数，可以锁定顶点缓冲区中特定的一块内存区域。（）,课后作业,【作业1】练习使用顶点缓冲模式绘制五角星。,【作业2】练习使用索引缓冲绘制一个多行多列的三角形格子,END,