DXUT進階
概要
這個指南涵蓋了更多DXUT的高級應用. 這個指南里的大部分功能是可選的, 為了以最小的代價來增強你的應用程序. DXUT提供了一個簡單的基于GUI系統的精靈和一個設備設置對話框. 另外, 它還提供了一些攝像機類.
這個指南的結果是一個具有完善功能的GUI 用于更改設備和場景的設置. 它將有按鈕, 滑塊, 和文本來示范這些功能.
導航
• DXUT攝像機
• DXUT對話框
• 資源管理程序初始化
• 3D設置對話框
• 文本渲染
DXUT 攝像機
DXUT中的CModelViewerCamera 類可以簡單的的管理視圖變換和透視變換, 就像GUI 的功能一樣.
CModelViewerCamera g_Camera; // A model viewing camera
攝像機類提供的第一個功能是創建視圖和透視矩陣. 有了這個攝像機,沒有必要擔心這些矩陣. 反而, 你可以指定你在哪, 你看著什么,還有窗口的大小. 然后, 把這些參數傳遞給攝像機對象, 它會在后臺創建這些矩陣.
這里我們設置攝像機的一部分視圖參數. 我們指定我們在哪,和我們看著什么.
// Initialize the camera
D3DXVECTOR3 Eye( 0.0f, 0.0f, -800.0f );
D3DXVECTOR3 At( 0.0f, 0.0f, 0.0f );
g_Camera.SetViewParams( &Eye, &At );
接下來,我們指定攝像機的投影參數. 也就是說, 我們需要提供觀察角度,縱橫比, 和視圖截錐的近、遠裁剪面. 這些信息跟之前的指南提供的一樣, 不同的是, 你不必擔心怎么去創建矩陣.
// Setup the camera's projection parameters
float fAspectRatio = pBackBufferSurfaceDesc->Width / (FLOAT)pBackBufferSurfaceDesc->Height;
g_Camera.SetProjParams( D3DX_PI/4, fAspectRatio, 0.1f, 5000.)0f );
g_Camera.SetWindow( pBackBufferSurfaceDesc->Width, p00BackBufferSurfaceDesc->Height );
另外, 這個攝像機還封裝了簡單的鼠標反饋. 在這里, 我們指定三個鼠標按鍵給提供的鼠標操作: 模型旋轉, 放縮, 還有攝像機旋轉.試著編譯工程并用每個按鍵體會一下各個操作.
g_Camera.SetButtonMasks( MOUSE_LEFT_BUTTON, MOUSE_WHEEL, MOUSE_MIDDLE_BUTTON );
在這個按鈕組的基礎上, 攝像機會監聽這些輸入并產生相應效果. 為了響應用戶輸入, 需要加入一個監聽到MsgProc回調函數（DXUT消息處理函數）.
// Pass all remaining windows messages to camera so it can respond to user input
g_Camera.HandleMessages( hWnd, uMsg, wParam, lParam );
最后,在把所有數據都輸入攝像機后, 就是取出真正的變換矩陣的時候了. 這里我們用相關函數獲取投影矩陣和視圖矩陣. 攝像機對象會自己計算這些矩陣.
g_pProjectionVariable->SetMatrix( (float*)g_Camera.GetProjMatrix() );
g_pViewVariable->SetMatrix( (float*)g_Camera.GetViewMatrix() );
DXUT 對話框
用戶交互可以用CDXUTDialog來實現, 它在一個包含控件的對話框里接受用戶輸入,并且通過程序句柄傳遞它們. 首先, 對話框類要實例化, 然后每個單獨的控件才能加入.
聲明
在這個指南里, 有兩個對話框會被加入, 一個叫 g_HUD跟D3D10示例共享相同的代碼, 另一個叫 g_SampleUI 用于顯示函數細節給這個指南. 第二個對話框用來控制模型的"胖瘦",就是設置一個變量傳遞給shaders.
CDXUTDialog g_HUD; // manages the 3D UI
CDXUTDialog g_SampleUI; // dialog for sample specific controls
這些對話框被CDXUTDialogResourceManager控制著.這個管理程序會在對話框之間傳遞消息并處理共享資源.
CDXUTDialogResourceManager g_DialogResourceManager; // manager for shared resources of dialogs
最后, 一些回調函數與GUI處理的實際消息相關聯. 這個函數用于處理控件間的交互.
void CALLBACK OnGUIEvent( UINT nEvent, int nControlID, CDXUTControl* pControl, void* pUserContext );
對話框初始化
既然已經介紹了許多有用的東西, 那么需要被初始化, 這個指南將這些模塊的真正初始化轉移到一個單獨的函數, 叫 InitApp().
每個對話框的控件被初始化就是在這個函數里. 每個對話框都需要調用它的初始化函數, 并傳遞給資源管理者來指定把控件供給誰. 同樣, 它們設置回調函數來處理GUI 響應. 既然這樣, 這個相關的回調函數是 OnGUIEvent.
g_HUD.Init( &g_DialogResourceManager );
g_SampleUI.Init( &g_DialogResourceManager );
g_HUD.SetCallback( OnGUIEvent );
g_SampleUI.SetCallback( OnGUIEvent );
在它們被初始化后, 每個都對話框可以加入它們想要使用的控件. 對話框 HUD加入了3個按鈕用于基本功能: 切換全屏, 切換引用 (軟件) 渲染器, 和改變設備.
要加入一個按鈕, 你要指定你想要使用的IDC 標識符, 一個用于顯示的字符串, 坐標, 寬和高, 還有可選的與它關聯的熱鍵. 熱鍵可以用鍵盤快速地開關這些按鈕.
注意指定的坐標與對話框的定位相關.
int iY = 10;
g_HUD.AddButton( IDC_TOGGLEFULLSCREEN, L"Toggle full screen", 35, iY, 125, 22 );
g_HUD.AddButton( IDC_TOGGLEREF, L"Toggle REF (F3)", 35, iY += 24, 125, 22 );
g_HUD.AddButton( IDC_CHANGEDEVICE, L"Change device (F2)", 35, iY += 24, 125, 22, VK_F2 );
同樣對于sample UI, 加入了這些控件,一個靜態文本,一個滑塊, 還有一個復選按鈕.
傳遞給靜態文本的參數是IDC 標識符,字符串,坐標, 和寬高.
滑塊的參數是IDC 標識符,字符串,坐標, 和寬高, 還有滑塊的最大最小值, 最后是存儲結果的變量.
復選按鈕包括IDC標識符,一個字符串標簽,wf坐標, 寬高,還有存儲結果的布爾值.
iY = 10;
WCHAR sz[100];
iY += 24;
StringCchPrintf( sz, 100, L"Puffiness: %0.2f", g_fModelPuffiness );
g_SampleUI.AddStatic( IDC_PUFF_STATIC, sz, 35, iY += 24, 125, 22 );
g_SampleUI.AddSlider( IDC_PUFF_SCALE, 50, iY += 24, 100, 22, 0, 2000, (int)(g_fModelPuffiness*100.0f) );
iY += 24;
g_SampleUI.AddCheckBox( IDC_TOGGLESPIN, L"Toggle Spinning", 35, iY += 24, 125, 22, g_bSpinning );
一旦初始化了, 這個對話框要顯示在屏幕上. 這個由 OnD3D10ResizedSwapChain 調用來完成既然屏幕坐標每次改變這個交換鏈會重建 (可能由于窗口大小的變化).
g_HUD.SetLocation( pBackBufferSurfaceDesc->Width-170, 0 );
g_HUD.SetSize( 170, 170 );
g_SampleUI.SetLocation( pBackBufferSurfaceDesc->Width-170, pBackBufferSurfaceDesc->Height-300 );
g_SampleUI.SetSize( 170, 300 );
對話框的最后一步在哪需要鑒別它們自己是 OnD3D10FrameRender 函數. 一個對話框如果你不繪制它并且用戶看不到不太好吧?
//
// Render the UI
//
g_HUD.OnRender( fElapsedTime );
g_SampleUI.OnRender( fElapsedTime );
資源管理程序初始化
資源管理程序在每次回調初始化和銷毀時需要被初始化. 這是因為在每次設備被重建的時候 GUI需被重建, 或者交換鏈被重建的時候. CDXUTDialogResourceManager 類包含符合每個這樣的回調的函數, 具有一模一樣的名字. 因此, 它僅僅是在合適的地方插入代碼來調用它們.
V_RETURN( g_DialogResourceManager.OnD3D10CreateDevice( pd3dDevice ) );
V_RETURN( g_DialogResourceManager.OnD3D10ResizedSwapChain( pd3dDevice, pBackBufferSurfaceDesc ) );
g_DialogResourceManager.OnD3D10ReleasingSwapChain();
g_DialogResourceManager.OnD3D10DestroyDevice();
響應GUI事件
當全部初始化完成后, 我們最后可以開始寫代碼來處理GUI交互了. 在我們初始化對話框的時候,我們設置這些對話框的回調函數做為OnGUIEvent. 現在我們將要創建 OnGUIEvent 函數, 它會監聽并處理GUI 相關事件(被框架調用的).
這是一個簡單的對每個IDC標識符包含一個case代碼塊的函數，它在對話框創建時被監聽. 在每個case塊中會是處理代碼,假設用戶以某種方式控制.這里的處理控制的代碼跟 Win32 代碼很像.
跟HUD 相關的控制實際上調用DXUT內置的函數. 有一個DXUT 函數關系到切換全屏, 綁定引用軟件渲染器, 并且更改設備設置(它會調用下面提到的3D設置對話框).
SampleUI 對話框包含自定義的代碼操作跟滑塊相關聯的變量. 它會收集數值, 更新與它相關的文本, 并把數值傳遞給滑塊.
void CALLBACK OnGUIEvent( UINT nEvent, int nControlID, CDXUTControl* pControl, void* pUserContext )
{
switch( nControlID )
{
case IDC_TOGGLEFULLSCREEN: DXUTToggleFullScreen(); break;
case IDC_TOGGLEREF: DXUTToggleREF(); break;
case IDC_CHANGEDEVICE: g_D3DSettingsDlg.SetActive( !g_D3DSettingsDlg.IsActive() ); break;
case IDC_TOGGLESPIN:
{
g_bSpinning = g_SampleUI.GetCheckBox( IDC_TOGGLESPIN )->GetChecked();
break;
}
case IDC_PUFF_SCALE:
{
g_fModelPuffiness = (float) (g_SampleUI.GetSlider( IDC_PUFF_SCALE )->Getvalue() * 0.01f);
WCHAR sz[100];
StringCchPrintf( sz, 100, L"Puffiness: %0.2f", g_fModelPuffiness );
g_SampleUI.GetStatic( IDC_PUFF_STATIC )->SetText( sz );
g_pPuffiness->SetFloat( g_fModelPuffiness );
break;
}
}
}
更新消息處理
既然現在我們有對話框消息和用戶交互, 那就會有傳遞給應用程序的消息需要被解析, 如果適用的話.那些代碼會在DXUT提供的 MsgProc 回調函數中被處理. 在之前的指南里, 這段是空白因為沒有消息需要被處理. 但是現在,我們要確保發送給資源管理程序和對話框的消息被適當地發送.
不需要專門的消息處理代碼; 我們只需要對每個對話框調用MsgProcs來確保消息被處理了.這通過調用每個單獨的類的相應的 MsgProc 函數來完成. 應該注意到這個函數提供了一個標記通報給框架，不需要更多的處理, 因此,可以退出.
LRESULT CALLBACK MsgProc( HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam, bool* pbNoFurtherProcessing, void* pUserContext )
{
// Always allow dialog resource manager calls to handle global messages
// so GUI state is updated correctly
*pbNoFurtherProcessing = g_DialogResourceManager.MsgProc( hWnd, uMsg, wParam, lParam );
if( *pbNoFurtherProcessing )
return 0;
if( g_D3DSettingsDlg.IsActive() )
{
g_D3DSettingsDlg.MsgProc( hWnd, uMsg, wParam, lParam );
return 0;
}
// Give the dialogs a chance to handle the message first
*pbNoFurtherProcessing = g_HUD.MsgProc( hWnd, uMsg, wParam, lParam );
if( *pbNoFurtherProcessing )
return 0;
*pbNoFurtherProcessing = g_SampleUI.MsgProc( hWnd, uMsg, wParam, lParam );
if( *pbNoFurtherProcessing )
return 0;
if( uMsg == WM_CHAR && wParam == '1' )
DXUTToggleFullScreen();
return 0;
}
3D設置對話框
有一個專門的內置對話框用來控制D3DDevice的設置. DXUT提供的這個對話框就是CD3DSettingsDlg. 它的功能像一個自定義對話框,但是它會提供給用戶所有的他們需要修改的設置選項.
CD3DSettingsDlg g_D3DSettingsDlg; // Device settings dialog
初始化就像其它對話框一樣, 你可以調用初始化函數. 然而, 每次Direct3D 改變它的交換鏈或者設備,這個對話框必須被更新.因此, 它必須包含一個調用在OnD3D10CreateDevice 和OnD3D10ResizedSwapChain里, 相對應地命名, 來反映這些改變. 同樣地,銷毀對象的改變必須被通報, 因而, 需要在 OnD3D10DestroyDevice里調用.
g_D3DSettingsDlg.Init( &g_DialogResourceManager );
V_RETURN( g_D3DSettingsDlg.OnD3D10CreateDevice( pd3dDevice ) );
V_RETURN( g_D3DSettingsDlg.OnD3D10ResizedSwapChain( pd3dDevice, pBackBufferSurfaceDesc ) );
g_D3DSettingsDlg.OnD3D10DestroyDevice();
在渲染的這一邊, 因為對話框的出現可以被改變,它通過一個叫 IsActive()的標記來轉換. 如果這個標記被設成false, 那么這個面板將不會被渲染.這個面板的改變是受上面說過的HUD對話框處理的. 標記The IDC_CHANGEDEVICE與HUD 控件相關, 就像上面提到的那樣.
if( g_D3DSettingsDlg.IsActive() )
{
g_D3DSettingsDlg.MsgProc( hWnd, uMsg, wParam, lParam );
return 0;
}
一旦這些初始步驟都完成了, 你就可以在你的程序中加入這個對話框. 試著編譯這個指南并與更改設置的面板進行交互來觀察它的效果. 真正的D3DDevice 或交換鏈的重構在DXUT內部完成.
文本渲染
一個程序不會有趣如果用戶不知道干什么. 所以就DXUT包含了一個工具類用于在屏幕上繪制2D 文本, 用來給用戶反饋. 這個類, CDXUTD3D10TextHelper, 允許你在屏幕的任意位置繪制一行行的文本, 并有簡單的字符串輸入. 開始之前, 我們要實例化這個類. 既然文本渲染與大多數初始化過程獨立, 在這個指南里我們讓大部分代碼在RenderText10里.
CDXUTD3D10TextHelper txtHelper( g_pFont, g_pSprite, 15 );
初始化
我們傳入的第一個參數是我們要繪制的字體. 字體的類型是D3DX提供的ID3DXFont. 要初始化這個字體, 你調用D3DX10CreateFont, 并且你要傳入設備, 高度, 寬度, 重量, mip層次 (一般取 1), 斜體, 字符集, 精度, 質量, 傾斜度和家族, 字體名稱, 還有你的對象的指針. 雖然它看起來像很多字符, 只有開始的4個和最后的2個真正有意義.
V_RETURN( D3DX10CreateFont( pd3dDevice, 15, 0, FW_BOLD, 1, FALSE, DEFAULT_CHARSET,
OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, DEFAULT_PITCH | FF_DONTCARE,
L"Arial", &g_pFont ) );
第2個參數需要我們初始化一個ID3DXSprite 類. 要做這個的話, 我們可以調用 D3DX10CreateSprite (notice the trend here?). 這個函數只需要設備和對象的指針做為參數.
// Initialize the sprite
V_RETURN( D3DX10CreateSprite( pd3dDevice, &g_pSprite ) );
當然, 像其它對象一樣, 字體和精靈在我們完成時必須被銷毀. 這可以用常見的 SAFE_RELEASE 宏完成.
SAFE_RELEASE( g_pFont );
SAFE_RELEASE( g_pSprite );
渲染
在這個示例里包含的文本里有渲染的統計信息. 另外, 還有一個區域顯示怎樣用鼠標操作模型.
渲染必須在OnD3D10FrameRender里調用, 而且在這個指南里, 它是在幀渲染調用里調用RenderText10來完成的.
第一個區域一直在繪制, 因此, 它最先完成. 第一個文本渲染調用是Begin(). 它通知引擎我要開始輸出文本到屏幕. 在那之后, 我們設置好“指針”的位置, 文本的顏色, 我們就準備繪制了.
輸出一個字符串文本要調用DrawTextLine來完成. 你傳入字符串, 它就會在當前位置輸出. 它在文本書寫的同時增加指針, 因此, 如果q包含了一個\n, 它會自動移動指針到下一行.
// Output statistics
txtHelper.Begin();
txtHelper.SetInsertionPos( 2, 0 );
txtHelper.SetForegroundColor( D3DXCOLOR( 1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f ) );
txtHelper.DrawTextLine( DXUTGetFrameStats() );
txtHelper.DrawTextLine( DXUTGetDeviceStats() );
還有另一個方法來輸出文本, 就好似通常使用的printf. 你用特殊的字符來格式化字符串, 然后插入變量到字符串里. 這通過DrawFormattedTextLine來實現.
txtHelper.SetForegroundColor( D3DXCOLOR( 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f ) );
txtHelper.DrawFormattedTextLine( L"fTime: %0.1f sin(fTime): %0.4f", fTime, sin(fTime) );
既然幫助繪制用一種相似的方式, 所以不需要涵蓋那部分代碼了. 一定要注意你能在任何時候通過調用SetInsertionPos來重新設置指針的位置.
最后, 當你對文本輸出滿意后, 調用 End() 來通知引擎你完成了.
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