Direct-X学习笔记--X模型导入

川长思鸟来 2022-08-02 05:53 203阅读 0赞

## 一.介绍 ##

经历了之前手写立方体的痛苦过程，终于到了网格模型这一步。我们做游戏的时候肯定不能只用立方体呀，想要复杂的人物模型肯定是需要美工同学们使用专业的工具才能创建出来的，这些模型文件中定义好了网格模型的形状以及材质纹理等信息，我们所要做的只是读取这个文件，然后就可以根据文件中的信息创建复杂的模型啦！然而说白了，这些东东DX已经为我们定义好了，我们背一背API就行啦！

创建这些模型一般用3DMAX或者Maya软件，然而我作为一个程序都写不太明白的人，并不需要过多的了解这个东东，只需要知道它导出的格式就好啦。通常建模软件导出的格式为3ds,.max, .obj,.mb等，而.X为DX自带的一种格式，我们在学习阶段使用.X文件足够了。至于其他的，只是换了个识别的工具罢了，功能都是一样的。还是老套路，背API。

我们使用.X文件时，一般都是.X文件配上若干张图片，.X文件中记录了这些纹理怎么用，这个我们不需要关心。

## 二.过程 ##

1.根据.X文件名读取并创建Mesh：

该函数原型如下：

HRESULT  D3DXLoadMeshFromX(
      __in   LPCTSTR pFilename,//.X文件名
      __in   DWORD Options,//一般为D3DXMESH_MANAGED
      __in   LPDIRECT3DDEVICE9 pD3DDevice,//设备指针
      __out  LPD3DXBUFFER *ppAdjacency,//网格临接信息缓冲区指针
      __out  LPD3DXBUFFER *ppMaterials,//网格材质以及纹理信息缓冲区指针
      __out  LPD3DXBUFFER *ppEffectInstances,//网格特效缓冲区指针
      __out  DWORD *pNumMaterials,//材质信息个数
      __out  LPD3DXMESH *ppMesh//Mesh指针的指针
    );

这里面有个新的数据类型LPD3DXBUFFER类型，我们看到好几种信息都是存在这种类型的指针所指向的缓冲区中了。如果我们想要获得特定类型的信息要肿么办呢？

DX为我们提供了一个函数：GetBufferPointer();例如，我们想要获得材质信息，就可以这样写：

D3DXMATERIAL *pMtrl = (D3DXMATERIAL*)pMtrlBuffer->GetBufferPointer();

例如：

D3DXLoadMeshFromX(TEXT("tiger.X"), D3DXMESH_MANAGED, g_pDevice, &pAdjBuffer, &pMtrlBuffer, NULL, &g_dwNumMtrls, &g_pMesh);

从tiger.X中创建了一个Mesh模型，相关信息都存储在我们传入的参数所指向的缓冲区中啦。

2.载入材质和纹理信息：

通过上面的函数，我们获得了材质以及纹理信息，这些信息都存储在pMtrlBuffer所指向的缓冲区中，这些材质信息是使用D3DXMATERIAL结构体存储的，该结构体的定义如下：

typedef struct D3DXMATERIAL {
      D3DMATERIAL9 MatD3D;//材质信息
      LPSTR        pTextureFilename;//纹理贴图文件名
    } D3DXMATERIAL, *LPD3DXMATERIAL;

这样，我们就可以从这pMtrlBuffer指针指向的缓冲区中提取Mesh模型的材质以及纹理信息，并将之用到我们要绘制的对象中去。而这个结构体的数量就存储在g\_dwNumMtrls中，我们只需要遍历一下，就可以将纹理材质设置好。

例如：

LPD3DXBUFFER pAdjBuffer = NULL;				//临时缓冲区指针，存储对象模型信息
    	LPD3DXBUFFER pMtrlBuffer = NULL;			//临时缓冲区指针，存储对象纹理材质信息
    	//根据.X文件创建Mesh模型
    	D3DXLoadMeshFromX(TEXT("tiger.X"), D3DXMESH_MANAGED, g_pDevice, &pAdjBuffer, &pMtrlBuffer, NULL, &g_dwNumMtrls, &g_pMesh);
    
    	//读取材质和纹理数据
    	D3DXMATERIAL *pMtrl = (D3DXMATERIAL*)pMtrlBuffer->GetBufferPointer();
    	//真正存储材质以及纹理的缓冲区，动态申请内存
    	g_pMaterials = new D3DMATERIAL9[g_dwNumMtrls];
    	g_pTextures = new LPDIRECT3DTEXTURE9[g_dwNumMtrls];
    	//根据材质纹理数遍历，设置材质纹理信息
    	for (int i = 0; i < g_dwNumMtrls; i++)
    	{
    		g_pMaterials[i] = pMtrl[i].MatD3D;					//设置材质
    		g_pMaterials[i].Ambient = g_pMaterials[i].Diffuse;	//设置环境光
    
    		g_pTextures[i] = NULL;
    		D3DXCreateTextureFromFileA(g_pDevice, pMtrl[i].pTextureFilename, &g_pTextures[i]);		//根据获得的纹理文件名创建纹理
    	}
    	//释放刚才传递给D3DXLoadMeshFromX函数的两个指针所指向的缓冲区
    	SAFE_RELEASE(pAdjBuffer);
    	SAFE_RELEASE(pMtrlBuffer);

这样，我们的Mesh模型就创建好了，东东都存在g\_pMesh中啦，我们用的时候只需要通过g\_pMesh就可以绘制啦。

3.绘制网格模型：

终于到最后一步了，好激动！终于要看到模型了！

绘制的时候，也是需要分部分的，因为有好几个纹理材质信息，所以就要绘制几次，这个次数当然就存在那个g\_dwNumMtrls里啦，还是一样，遍历一下：

绘制之前，需要先设置材质，材质存在我们的g\_pMaterials数组中，再设置纹理信息，纹理信息存在我们的g\_pTexture数组中。

最后就用g\_pMesh的DrawSubset（）方法，只有一个参数，就是遍历的i。

例子：

for (int i = 0; i < g_dwNumMtrls; i++)
    	{
    		g_pDevice->SetMaterial(&g_pMaterials[i]);
    		g_pDevice->SetTexture(0, g_pTextures[i]);
    		g_pMesh->DrawSubset(i);
    	}

## 三.例子 ##

大功告成！赶快run了一下，一只老虎就粗线了....

![Center][]

这样，我们就可以很简单滴绘制一个漂亮的模型，而不是痛苦滴手绘正方体....不过，凡事都是先苦后甜的，没有之前的痛苦的打基础的阶段，直接使用过于高端的技术，只会让我们更加轻浮。

完整的Demo：

素材使用的是DX自带的tiger.X

// D3DDemo.cpp : 定义应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include "D3DDemo.h"
    
    
    #define MAX_LOADSTRING 100
    #define SAFE_RELEASE(p) {if(p) {(p)->Release(); (p) = NULL;}}  
    
    // 全局变量:
    HINSTANCE hInst;								// 当前实例
    TCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING];					// 标题栏文本
    TCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING];			// 主窗口类名
    
    // 此代码模块中包含的函数的前向声明:
    HWND                g_hWnd;
    ATOM				MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
    BOOL				InitInstance(HINSTANCE, int);
    LRESULT CALLBACK	WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
    
    //---------改造3D窗口需要的内容------------
    LPDIRECT3D9 g_pD3D = NULL; //D3D接口指针
    LPDIRECT3DDEVICE9 g_pDevice = NULL;//D3D设备指针
    
    //创建网格对象所需内容
    LPD3DXMESH g_pMesh = NULL;						//网格对象
    LPDIRECT3DTEXTURE9* g_pTextures = NULL;			//网格纹理信息
    D3DMATERIAL9* g_pMaterials = NULL;				//网格材质信息
    DWORD g_dwNumMtrls = 0;							//网格材质数目
    
    
    
    //----------绘制图形步骤3.声明一个顶点缓冲区指针&一个索引缓冲区指针
    LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVB = NULL;
    LPDIRECT3DINDEXBUFFER9 g_pIB = NULL;
    
    
    
    void onCreatD3D()
    {
    	g_pD3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
    	if (!g_pD3D)
    		return;
    
    	//检测硬件设备能力的方法
    	/*D3DCAPS9 caps;
    	ZeroMemory(&caps, sizeof(caps));
    	g_pD3D->GetDeviceCaps(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps);*/
    
    	//获得相关信息，屏幕大小，像素点属性
    	D3DDISPLAYMODE d3ddm;
    	ZeroMemory(&d3ddm, sizeof(d3ddm));
    
    	g_pD3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &d3ddm);
    
    
    	//设置全屏模式
    	D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
    	ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
    	/*d3dpp.Windowed = false;
    	d3dpp.BackBufferWidth = d3ddm.Width;
    	d3dpp.BackBufferHeight = d3ddm.Height;*/
    
    	d3dpp.Windowed = true;
    	d3dpp.BackBufferFormat = d3ddm.Format;
    	d3dpp.BackBufferCount = 1;
    
    	d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;//交换后原缓冲区数据丢弃
    
    	//是否开启自动深度模板缓冲
    	d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true;
    	//当前自动深度模板缓冲的格式
    	d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;//每个像素点有16位的存储空间，存储离摄像机的距离
    	
    
    	g_pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, g_hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &d3dpp, &g_pDevice);
    
    	if (!g_pDevice)
    		return;
    
    	//设置渲染状态，设置启用深度值
    	g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_ZENABLE, true);
    
    	//设置渲染状态，关闭灯光
    	g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, false);
    
    	//设置渲染状态，裁剪模式
    	g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE);
    
    	//g_pDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE) ;
    
    }
    
    void CreateMesh()
    {
    	LPD3DXBUFFER pAdjBuffer = NULL;				//临时缓冲区指针，存储对象模型信息
    	LPD3DXBUFFER pMtrlBuffer = NULL;			//临时缓冲区指针，存储对象纹理材质信息
    	//根据.X文件创建Mesh模型
    	D3DXLoadMeshFromX(TEXT("tiger.X"), D3DXMESH_MANAGED, g_pDevice, &pAdjBuffer, &pMtrlBuffer, NULL, &g_dwNumMtrls, &g_pMesh);
    
    	//读取材质和纹理数据
    	D3DXMATERIAL *pMtrl = (D3DXMATERIAL*)pMtrlBuffer->GetBufferPointer();
    	//真正存储材质以及纹理的缓冲区，动态申请内存
    	g_pMaterials = new D3DMATERIAL9[g_dwNumMtrls];
    	g_pTextures = new LPDIRECT3DTEXTURE9[g_dwNumMtrls];
    	//根据材质纹理数遍历，设置材质纹理信息
    	for (int i = 0; i < g_dwNumMtrls; i++)
    	{
    		g_pMaterials[i] = pMtrl[i].MatD3D;					//设置材质
    		g_pMaterials[i].Ambient = g_pMaterials[i].Diffuse;	//设置环境光
    
    		g_pTextures[i] = NULL;
    		D3DXCreateTextureFromFileA(g_pDevice, pMtrl[i].pTextureFilename, &g_pTextures[i]);		//根据获得的纹理文件名创建纹理
    	}
    	//释放刚才传递给D3DXLoadMeshFromX函数的两个指针所指向的缓冲区
    	SAFE_RELEASE(pAdjBuffer);
    	SAFE_RELEASE(pMtrlBuffer);
    }
    
    
    
    void onInit()
    {
    	//初始化D3D
    	onCreatD3D();
    
    	//创建Mesh模型
    	CreateMesh();
    }
    
    
    void onDestroy()
    {
    	if (!g_pDevice)
    		g_pDevice->Release();
    	g_pDevice = NULL;
    }
    
    void onLogic(float fElapsedTime)
    {
    	
    }
    
    void Transform()
    {
    	//WorldTransform:世界变换
    	D3DXMATRIXA16 matWorld;
    	D3DXMATRIXA16 matScaling;
    	//生成缩放矩阵
    	D3DXMatrixScaling(&matScaling, 3.0f, 3.0f, 3.0f);
    	//生成绕Y轴旋转矩阵，存储于矩阵中
    	D3DXMatrixRotationY(
    		&matWorld,		        //输出矩阵
    		10.0f	//角度
    		);
    	matWorld = matScaling * matWorld;
    	g_pDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &matWorld);
    
    
    	//ViewTransform：取景变换
    
    	D3DXVECTOR3 vEyePt(0.0f, 0.0f, -30.0f);		//摄像机世界坐标
    	D3DXVECTOR3 vLookatPt(0.0f, 0.0f, 0.0f);	//观察点世界坐标
    	D3DXVECTOR3 vUpVec(0.0f, 1.0f, 0.0f);		//摄像机的上向量，通常为（0.0f, 1.0f, 0.0f）
    	D3DXMATRIXA16 matView;						//View变换的矩阵
    	//根据上面的结果计算出矩阵，存入矩阵中
    	D3DXMatrixLookAtLH(&matView, &vEyePt, &vLookatPt, &vUpVec);
    	//进行取景变换
    	g_pDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView);
    
    	//ProjectionTransform：投影变换
    
    	D3DXMATRIXA16 matProj;					//投影变换矩阵
    	//生成投影变换矩阵，存入上面的矩阵中
    	D3DXMatrixPerspectiveFovLH(
    		&matProj,	     //输出结果矩阵
    		D3DX_PI / 4,	 //视域角度，一般为PI/4
    		1.0f,			 //显示屏的长宽比
    		1.0f,			 //视截体中近截面距离摄像机的位置
    		100.0f			 //视截体中远截面距离摄像机的位置
    		);
    	//进行投影变换
    	g_pDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj);
    
    }
    
    void onRender(float fElasedTime)
    {
    	//前两个参数是0和NULL时，清空整个游戏窗口的内容（清的是后台）
    	//第三个是清除的对象：前面表示清除颜色缓冲区，后面表示清除深度缓冲区,D3DCLEAR_STENCIL清空模板缓冲区
    	g_pDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET|D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(0,100,100), 1.0f, 0);
    
    	g_pDevice->BeginScene();
    
    	Transform();
    
    	----------绘制图形步骤6.设置数据源，设置灵活顶点格式，绘制图元
    
    	//	//设置数据流来源
    	//g_pDevice->SetStreamSource(
    	//	0,						//数据流管道号（0-15）
    	//	g_pVB,					//数据来源
    	//	0,						//数据流偏移量
    	//	sizeof(stVertex)		//每个数据的字节数大小
    	//	);
    
    	//	//通知系统数据格式，以便解析数据
    	//g_pDevice->SetFVF(D3DFVF_CUSTOMVERTEX);
    
    	//绘制图元 
    	g_pDevice->DrawPrimitive(
    		D3DPT_TRIANGLESTRIP,     //三角形列
    		0,						//起始点编号
    		15						//图元数量
    		);
    
    	设置索引缓存
    	//g_pDevice->SetIndices(g_pIB);
    
    	//
    
    	使用索引缓存绘制图形
    	//g_pDevice->DrawIndexedPrimitive(
    	//	D3DPT_TRIANGLELIST, //三角形列
    	//	0,				    //顶点起点，从那个顶点开始做为索引
    	//	0,					//最小索引值，通常为0
    	//	24,					//索引顶点的个数
    	//	0,					//起点索引，从第几个索引处开始绘制图元
    	//	12					//图元个数
    	//	);
    
    	for (int i = 0; i < g_dwNumMtrls; i++)
    	{
    		g_pDevice->SetMaterial(&g_pMaterials[i]);
    		g_pDevice->SetTexture(0, g_pTextures[i]);
    		g_pMesh->DrawSubset(i);
    	}
    
    	g_pDevice->EndScene();
    
    
    	g_pDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
    }
    
    
    int APIENTRY _tWinMain(_In_ HINSTANCE hInstance,
                         _In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,
                         _In_ LPTSTR    lpCmdLine,
                         _In_ int       nCmdShow)
    {
    	UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
    	UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
    
     	// TODO: 在此放置代码。
    	MSG msg;
    	HACCEL hAccelTable;
    
    	// 初始化全局字符串
    	LoadString(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING);
    	LoadString(hInstance, IDC_D3DDEMO, szWindowClass, MAX_LOADSTRING);
    	MyRegisterClass(hInstance);
    
    	// 执行应用程序初始化:
    	if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
    	{
    		return FALSE;
    	}
    
    	hAccelTable = LoadAccelerators(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDC_D3DDEMO));
    
    	
    
    	ZeroMemory(&msg, sizeof(msg));
    	while (msg.message != WM_QUIT)
    	{
    		if (PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
    		{
    			TranslateMessage(&msg);
    			DispatchMessage(&msg);
    		}
    		else
    		{
    			static DWORD dwTime = timeGetTime();
    			DWORD dwCurrentTime = timeGetTime();
    			DWORD dwElapsedTime = dwCurrentTime - dwTime;
    			float fElapsedTime = dwElapsedTime * 0.001f;
    
    			//------------渲染和逻辑部分代码----------
    			onLogic(fElapsedTime);
    			onRender(fElapsedTime);
    			//-----------------------------------------
    			if (dwElapsedTime < 1000 / 60)
    			{
    				Sleep(1000/ 60 - dwElapsedTime);
    			}
    			dwTime = dwCurrentTime;
    		}
    	}
    
    	onDestroy();
    	return (int) msg.wParam;
    }
    
    
    
    //
    //  函数: MyRegisterClass()
    //
    //  目的: 注册窗口类。
    //
    ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
    {
    	WNDCLASSEX wcex;
    
    	wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    
    	wcex.style			= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    	wcex.lpfnWndProc	= WndProc;
    	wcex.cbClsExtra		= 0;
    	wcex.cbWndExtra		= 0;
    	wcex.hInstance		= hInstance;
    	wcex.hIcon			= LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_D3DDEMO));
    	wcex.hCursor		= LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    	wcex.hbrBackground	= (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
    	wcex.lpszMenuName	= MAKEINTRESOURCE(IDC_D3DDEMO);
    	wcex.lpszClassName	= szWindowClass;
    	wcex.hIconSm		= LoadIcon(wcex.hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_SMALL));
    
    	return RegisterClassEx(&wcex);
    }
    
    //
    //   函数: InitInstance(HINSTANCE, int)
    //
    //   目的: 保存实例句柄并创建主窗口
    //
    //   注释:
    //
    //        在此函数中，我们在全局变量中保存实例句柄并
    //        创建和显示主程序窗口。
    //
    BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
    {
    
       hInst = hInstance; // 将实例句柄存储在全局变量中
    
       g_hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW,
          CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
    
       if (!g_hWnd)
       {
          return FALSE;
       }
    
     
    
       SetMenu(g_hWnd, NULL);
       ShowWindow(g_hWnd, nCmdShow);
       UpdateWindow(g_hWnd);
    
       onInit();
    
       return TRUE;
    }
    
    //
    //  函数: WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM)
    //
    //  目的: 处理主窗口的消息。
    //
    //  WM_COMMAND	- 处理应用程序菜单
    //  WM_PAINT	- 绘制主窗口
    //  WM_DESTROY	- 发送退出消息并返回
    //
    //
    LRESULT CALLBACK WndProc(HWND g_hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
    {
    	switch (message)
    	{
    	case WM_KEYDOWN:
    		if (wParam == VK_ESCAPE)
    			PostQuitMessage(0);
    		break;
    	case WM_CLOSE:
    		DestroyWindow(g_hWnd);
    		break;
    	case WM_DESTROY:
    		PostQuitMessage(0);
    		break;
    	default:
    		return DefWindowProc(g_hWnd, message, wParam, lParam);
    	}
    	return 0;
    }

[Center]: /images/20220731/c9bc9a7bfe714a9c9abf76ff849dbe1a.png