靈活頂點格式

靈活頂點格式（Flexible Vertex Format, FVF）用來描述在頂點緩沖區(qū)中的頂點存儲格式中包含了哪些屬性。Direct3D應(yīng)用程序可以用幾種不同的方式定義靈活頂點格式。靈活頂點格式使應(yīng)用程序只使用它需要的頂點數(shù)據(jù)，排除那些它不需要的組成成分。這樣，應(yīng)用程序可以節(jié)省內(nèi)存空間，減少系統(tǒng)帶寬。通過D3DFVF的組合，可以描述圖元頂點的格式。靈活頂點格式指定的格式包括點的大小，用D3DFVF_PSIZE指定，該大小在投影機空間用來表示未經(jīng)變換的頂點，在設(shè)備空間用來表示經(jīng)過變換的頂點。

接口IDirect3DDevice9的渲染方法能夠接受這些標(biāo)志的組合，并用它們來決定如何渲染圖元。這些標(biāo)志告訴系統(tǒng)應(yīng)用程序所使用的頂點的組成，包括頂點的位置、頂點混合權(quán)重、法向量、顏色和紋理坐標(biāo)的格式和數(shù)量，以及向Direct3D申請何種渲染流水線。另外，提交或撤銷一個具體的頂點格式標(biāo)志會告訴系統(tǒng)哪些頂點組成單元還留在系統(tǒng)中，哪些已經(jīng)被忽略了。

紋理坐標(biāo)可用不同的格式聲明，紋理可以由一個坐標(biāo)尋址，也可以由多達(dá)4個紋理坐標(biāo)來尋址。使用宏集合D3DFVF_TEXCOORDSIZEn可以創(chuàng)建位模式，定義要使用的頂點格式所需的紋理坐標(biāo)格式。

為了使用索引頂點混合，標(biāo)志D3DFVF_LASTBETA_UBYTE4應(yīng)該追加到頂點靈活格式中去。這個標(biāo)志的出現(xiàn)表明第5個混合權(quán)重將被當(dāng)作一個DWORD值，而不是一個浮點值。

渲染狀態(tài)

設(shè)備渲染狀態(tài)控制Direct3D設(shè)備的光柵化組件的行為。通過改變渲染狀態(tài)屬性，可以控制使用何種著色模式，如何進行霧化及其他光柵化操作。Direct3D編程很大一部分工作就是設(shè)置合適的渲染狀態(tài)。

Direct3D圖形程序通過調(diào)用IDirect3DDevice9::SetRenderState()函數(shù)來設(shè)置渲染狀態(tài)。枚舉類型D3DRENDERSTATETYPE列舉出所有可能的渲染狀態(tài)。應(yīng)用程序?qū)3DRENDERSTATETYPE類型的某一個枚舉值作為第一個參數(shù)傳遞給函數(shù)SetRenderState()，然后用第二個參數(shù)指定相應(yīng)的渲染狀態(tài)。

著色模式

Direct3D中的物體表面是由許許多多的多邊形構(gòu)成的。當(dāng)渲染一個物體的多邊形時，不同的著色模式在其表面產(chǎn)生不同的效果。著色模式?jīng)Q定了多邊形上每個點的顏色和光照的強度。Direct3D提供兩種著色模式：平面著色模式（FLAT）和戈勞德著色模式（GOURAUD）。

（1）平面著色模式

在平面著色模式下，Direct3D渲染一個多邊形時，把多邊形第一個頂點的顏色作為整個多邊形的顏色進行著色，也就是說，在平面著色模式下，一個多邊形內(nèi)的所有像素的顏色都等于該多邊形第一個頂點的顏色。如果這些多邊形不共面，用平面著色模式渲染的三維圖形將出現(xiàn)明顯的陡沿。平面著色模式是渲染速度最快的著色模式。

（2）戈勞德著色模式

當(dāng)用戈勞德著色渲染一個多邊形時，它會先用頂點法向量和燈光參數(shù)計算每個頂點的顏色。然后，在該多邊形的表面上進行線性插值，進而得到每個像素的顏色。例如，頂點1顏色的紅色值為0.8，頂點2顏色的紅色至為0.4，使用戈勞德著色模式和RGB顏色模式，Direct3D燈光組件將使這兩點連線上中點的顏色的紅色值為0.6。

（3）著色模式比較

在平面著色模式中，相鄰兩個面之間會有明顯的邊緣，而采用戈勞德著色模式時，邊緣處的著色值會由內(nèi)插運算產(chǎn)生，因而最后會得到一個彎曲的表面。在戈勞德著色模式下，對平面光照的處理要比在平面著色模式下更真實。在平面著色模式下，一個面的顏色是唯一的，但戈勞德著色模式可以使光線更準(zhǔn)確地照射在每一個面上。當(dāng)一個表面距離一個點光源很近時，它們的區(qū)別將會更明顯地表現(xiàn)出來。

戈勞德著色模式可以使在平面著色模式下多邊形間的陡沿變得平滑。然而這樣可能會導(dǎo)致馬赫帶效應(yīng)（Mach bands）的產(chǎn)生，也就是相鄰的顏色或光線帶之間不能很平滑的相互融合。對于程序開發(fā)人員來說，可以通過增加構(gòu)成對象的多邊形的數(shù)目來降低馬赫帶效應(yīng)，當(dāng)然也可以通過提高屏幕分辨率或者增加程序的顏色深度來達(dá)到目的。

（4）設(shè)置著色模式

Direct3D一次只能選擇一種著色模式。默認(rèn)情況下，選擇戈勞德著色模式。在Direct3D圖形程序中，調(diào)用IDirect3DDevice9:: SetRenderState()方法來改變著色模式。設(shè)置狀態(tài)參數(shù)為D3DRS_SHADEMODE，該狀態(tài)參數(shù)值必須是D3DSHADEMODE枚舉成員的一個。

Defines constants that describe the supported shading modes.

typedef enum D3DSHADEMODE
{
    D3DSHADE_FLAT = 1,
    D3DSHADE_GOURAUD = 2,
    D3DSHADE_PHONG = 3,
    D3DSHADE_FORCE_DWORD = 0x7fffffff,
} D3DSHADEMODE, *LPD3DSHADEMODE;

Constants

D3DSHADE_FLAT

Flat shading mode. The color and specular component of the first vertex in the triangle are used to determine the color and specular component of the face. These colors remain constant across the triangle; that is, they are not interpolated. The specular alpha is interpolated. See Remarks.

D3DSHADE_GOURAUD

Gouraud shading mode. The color and specular components of the face are determined by a linear interpolation between all three of the triangle's vertices.

D3DSHADE_PHONG

Not supported.

D3DSHADE_FORCE_DWORD

Forces this enumeration to compile to 32 bits in size. Without this value, some compilers would allow this enumeration to compile to a size other than 32 bits. This value is not used.

Remarks

The first vertex of a triangle for flat shading mode is defined in the following manner.

• For a triangle list, the first vertex of the triangle i is i * 3.
• For a triangle strip, the first vertex of the triangle i is vertex i.
• For a triangle fan, the first vertex of the triangle i is vertex i + 1.

The members of this enumerated type define the vales for the D3DRS_SHADEMODE render state.

多邊形填充模式

默認(rèn)狀態(tài)下，Direct3D會把渲染好的多邊形面的圖像繪制出來，這種方法適合于絕大多數(shù)情況。然而，有時為了調(diào)試程序或其他特殊目的，可能只需繪制出多邊形的頂點或邊。這可以通過設(shè)置渲染狀態(tài)D3DRS_FILLMODE來實現(xiàn)，通過為D3DRS_FILLMODE渲染狀態(tài)指定枚舉類型D3DFILLMODE中的一個數(shù)值，來選擇多邊形填充模式。

Defines constants describing the fill mode.

typedef enum D3DFILLMODE
{
    D3DFILL_POINT = 1,
    D3DFILL_WIREFRAME = 2,
    D3DFILL_SOLID = 3,
    D3DFILL_FORCE_DWORD = 0x7fffffff,
} D3DFILLMODE, *LPD3DFILLMODE;

Constants

D3DFILL_POINT

Fill points.

D3DFILL_WIREFRAME

Fill wireframes.

D3DFILL_SOLID

Fill solids.

D3DFILL_FORCE_DWORD

Forces this enumeration to compile to 32 bits in size. Without this value, some compilers would allow this enumeration to compile to a size other than 32 bits. This value is not used.

Remarks

The values in this enumerated type are used by the D3DRS_FILLMODE render state.

著色模式和填充模式示例程序

示例程序RenderState演示了著色模式和填充模式對圖形顯示結(jié)果的影響，在RenderState示例程序中用全局變量g_is_flat和g_fill_mode控制渲染圖形使用的著色模式和填充模式，通過單擊鼠標(biāo)左鍵在兩種著色模式之間進行切換，單擊鼠標(biāo)右鍵在三種填充模式之間進行切換。

Gouraud著色模式

、

FLAT著色模式

點模式

線模式

完整源代碼: