混合语言编程—C#使用原生的Directx和OpenGL绘图的方法
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本文要说的是混合C#和C/C++语言编程，在C#的Winform和WPF下使用原生的Direct和OpenGL进行绘图
由于项目需要做一些图形展示，所以就想到了使用Directx和OpenGL来绘图，但项目准备使用C#来开发（大家比较熟悉C#），在网上看了相关的资料，有一些第三方的控件可用，试用了下，一运行就占了几百M的内存，而且也不知道是否稳定，教程也少，还不如直接使用原生的。在网上看的Directx和OpenGL的教程基本上都是C/C++的，找了很久也就找到相关介绍，只能自己研究下。
我以前做过C#和C++混合语言编程相关的东西，在C++实现一些C#不好实现的功能，C#动态调用DLL文件，所以也想到了用C++的代码来控制Winform控件的绘画，这样就可实现用Direct和OpenGL在Winform的控件上绘画了。
由于我对Direct和OpenGL都不熟悉，没有这方面的编程经验，只能去瞎折腾，下面分别说说最近在Directx和OpenGL怎么试验的。
之前没学过Directx，拿了同学的代码来看，也是雾里看花啊，不过有一点启示了我，在初始化的时候，要传入一个句柄去创建设备（CreateDevice），通常都是传入窗口的设备，我想如果传入一个控件的句柄，那所有的绘画都将在这个控件上实现，因为控件也是继承自Window的。而Winform的控件在底层的实现应该和WIN32是一样的。这样的话只要把Winform的控件的句柄传入C++代码进行初始化，那么绘画的结果将显示在这个控件上。结果一试，还真行。关键代码如下： 代码如下:extern "C" _declspec(dllexport) HRESULT InitD3D( HWND hWnd );
extern "C" _declspec(dllexport) VOID Render();
在InitD3D传入控件的句柄进行初始化，C#再调用Render进行绘画，以下是C#代码： 代码如下:HWND handle = this.button1.H
InitD3D(handle);
private void Draw()
&&&&&&&& for (; ; )
&&&&&&&&&&& {
&&&&&&&&&&&&&&& Render();
&&&&&&&&&&& }
&&&&&&& }&效果图：
OpenGL:&&&&&&&& 查看了OpenGL的相关教程(推荐http://www.yakergong.net/nehe/)，OpenGL是通过RC来执行的，创建RC时就必须指定一个DC，还要设置DC的像素格式。每个线程有且只能拥有一个RC。&&&&&&&& 如果在初始化OpenGL的绘画环境时传入一个Winform的控件句柄，再通过这个句柄取到HDC，就可使用这个HDC来创建RC，这样OpenGL的绘画环境就准备好了，并且这个RC关联到Winform的控件上。&&&&&&&& 在给制前，先为当前线程选择RC（之前通过HDC创建的），再进行绘制，这样绘制的结果将显示在这个Winform控件上。&&&&&&&& 关键代码如下：C++: 代码如下:extern "C" _declspec(dllexport) void Init( HWND hWnd);extern "C" _declspec(dllexport) void Render();void Init(HWND hWnd){&& int PixelF&& int bits = 16;&& hDC = GetDC(hWnd);&& static& PIXELFORMATDESCRIPTOR pfd=&&&&&&&&&& // pfd Tells Windows How We Want Things To Be&& {&&&&& sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR),&&&&&&&&&&&&& // Size Of This Pixel Format Descriptor&&&&& 1,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 　　 // Version Number&&&&& PFD_DRAW_TO_WINDOW |&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Format Must Support Window&&&&& PFD_SUPPORT_OPENGL |&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Format Must Support OpenGL&&&&& PFD_DOUBLEBUFFER,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Must Support Double Buffering&&&&& PFD_TYPE_RGBA,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Request An RGBA Format&&&&& bits,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Select Our Color Depth&&&&& 0, 0, 0, 0, 0, 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Color Bits Ignored&&&&& 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // No Alpha Buffer&&&&& 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Shift Bit Ignored&&&&& 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // No Accumulation Buffer&&&&& 0, 0, 0, 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Accumulation Bits Ignored&&&&& 16,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // 16Bit Z-Buffer (Depth Buffer) &&&&& 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // No Stencil Buffer&&&&& 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // No Auxiliary Buffer&&&&& PFD_MAIN_PLANE,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Main Drawing Layer&&&&& 0,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Reserved&&&&& 0, 0, 0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& // Layer Masks Ignored&& };&& PixelFormat=ChoosePixelFormat(hDC,&pfd);&& SetPixelFormat(hDC,PixelFormat,&pfd);&& hRC=wglCreateContext(hDC);}void Render(){&& wglMakeCurrent(hDC, hRC);&& draw();&& SwapBuffers(hDC);&& wglMakeCurrent(NULL, NULL);}C#: 代码如下:Init(this.pictureBox1.Handle);//开始绘制var timer = new System.Timers.Timer();timer.Interval = 100;&timer.Elapsed += (tsender, te) =&&&&&&&&&&&&&&&& {&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Render();&&&&&&&&&&&&&&& };timer.AutoReset =timer.Enabled =效果图：
WPF:WPF的控件没有句柄，但是可以换个思路，把绘画代码封装在Winform控件上，在WPF使用自定义的Winform控件。
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     在D3D11中，有depth/stencil buffer，它们和framebuffer相对应，如下图所示，framebuffer中一个像素，有相对应的depth buffer和stencil buffer值：
      D3D11中，depth buffer和stencil buffer一起定义，比如DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT,是指用一个无符号24位的值做为像素的深度缓冲值，并把它映射到[0,1],用一个8位的值表示像素stencil值，并把它映射到[0,255]。注意：在hardware中，detph buffer和stencil buffer实际上是两个独立的buffer。
     
     下面我们看看depth buffer和stencil buffer的作用：
      在光栅化阶段，光栅化硬件在光栅化primitive(比如一个三角形)的时候，会访问stencil buffer和depth buffer，并进行相应的比较，这种比较我们通常称为stencil test和depth test，只有通过stencil test和depth test的pixel(或者称为sample 或者fragment更合适)，才能最终被写入framebuffer。
     下图是stencil test和depth test的框图：
       首先会进行stecil test，就是当前pixel的stencil值和stencil buffer中对应的stencil值进行某种比较，只有通过比较测试的pixel才会进行depth test，否则就会被光栅化硬件丢弃掉。接着会进行depth test，depth test能够保证物体在场景中前后位置关系。如果两个test都pass，就会更新depth buffer值(当然stencil pass的时候，就可以根据stencil function更新或者保持stencil buffer值了)。
    通过使用stencil test，我们可以实现蒙版的效果，从而实现一些渲染效果，比如镜子，体积阴影等。
举个例子：
    在一个frame中，我们首先渲染一个四边形，做为镜子，渲染前，清除depth/stencil buffer值(depth设置为1.0， stencil 设置为0),这时场景中stencil buffer为
接着，我们设置stencil 总是pass，并设置stencil buffer值为1，渲染一个镜子（四边形）。这是stencil buffer的值为
接下来，我们渲染其它的primitive，比如一个三角形，先设置stencil 值为1，并设置stencil比较函数为等于，这样渲染三角形时候，会比较stencil值，对于三角形光栅化后的pixel，如果它在镜子的范围内，1=1，所以stencil pass，会保留这个像素，如果在镜子的外面，因为stencil buffer的值为0，所以stencil test fail，从而放弃这个pixel。如下图三角形，最后实际保留的像素只为蓝色的pass stencil test的部分。
   下面一章，我们将在D3D11中，通过使用stencil，实现一个镜子的效果。本文由zhangbaochong原创，转载请注明出处
　　在前面我们曾经实现过简单的地形（），只不过原来使用一个固定的函数获得地形高度，这样跟真实的地形差距比较大。接下来让我们学习使用高度图来进行三维地形模拟。
　　高度图其实就是一组连续的数组，这个数组中的元素与地形网格中的顶点一一对应，且每一个元素都指定了地形网格的某个顶点的高度值。高度图最常用的使用灰度图实现，灰度图中亮度越大对应的地形高度越高。下面就是一幅灰度图：
　　灰度图格式通常为.raw，google一下高度图保存图片改为raw格式就可以了。高度图每个元素通常只分配一个字节，即数值在0~255之间。但在实际使用的时候经常要对高度进行比例变换，因此需要将byte转为float，然后通过一个缩放系数进行缩放，这样就不必拘泥于0~255这么一个范围了。
2.读取高度图
　　读取高度图很简单，用二进制读取文件就好了。
1 //读取高度图信息
2 bool TerrainDemo::ReadRawFile(std::string filePath)
std::ifstream inF
//二进制方式打开文件
inFile.open(filePath.c_str(), std::ios::binary);
//文件指针移动到末尾
inFile.seekg(0, std::ios::end);
//大小为当前缓冲区大小
std::vector&BYTE& inData(inFile.tellg());
//文件指针移动到开头
inFile.seekg(std::ios::beg);
//读取高度信息
inFile.read((char*)&inData[0], inData.size());
inFile.close();
m_heightInfos.resize(inData.size());
for (int i = 0; i & inData.size(); ++i)
m_heightInfos[i] = inData[i];
return true;
3.顶点和索引的计算
　　顶点和索引的计算同类似，这里就不再详细说明了。不一样的由于采用了纹理光照渲染，所以需要得到法线，在计算索引的同时需要把顶点法线计算出来：
1 //计算法线
2 void TerrainDemo::ComputeNomal(Vertex& v1, Vertex& v2, Vertex& v3, XMFLOAT3& normal)
XMFLOAT3 f1(v2.pos.x - v1.pos.x, v2.pos.y - v1.pos.y, v2.pos.z - v1.pos.z);
XMFLOAT3 f2(v3.pos.x - v1.pos.x, v3.pos.y - v1.pos.y, v3.pos.z - v1.pos.z);
XMVECTOR vec1 = XMLoadFloat3(&f1);
XMVECTOR vec2 = XMLoadFloat3(&f2);
XMVECTOR temp = XMVector3Normalize(XMVector3Cross(vec1, vec2));
XMStoreFloat3(&normal, temp);
　　计算顶点和索引：
1 bool TerrainDemo::InitTerrain(float width, float height, UINT m, UINT n,float scale)
m_cellsPerRow =
m_cellsPerCol =
m_verticesPerRow = m + 1;
m_verticesPerCol = n + 1;
m_numsVertices = m_verticesPerRow*m_verticesPerC
m_height =
m_heightScale =
//得到缩放后的高度
for (auto& item : m_heightInfos)
item *= m_heightS
//起始x z坐标
float oX = -width * 0.5f;
float oZ = height * 0.5f;
//每一格坐标变化
float dx = width /
float dz = height /
m_vertices.resize(m_numsVertices);
//计算顶点
for (UINT i = 0; i & m_verticesPerC ++i)
float tempZ = oZ - dz *
for (UINT j = 0; j & m_verticesPerR ++j)
UINT index = m_verticesPerRow * i +
m_vertices[index].pos.x = oX + dx *
m_vertices[index].pos.y = m_heightInfos[index];
m_vertices[index].pos.z = tempZ;
m_vertices[index].tex = XMFLOAT2(dx*i, dx*j);
//计算索引和法线
//总格子数量:m * n
//因此总索引数量: 6 * m * n
UINT nIndices = m * n * 6;
m_indices.resize(nIndices);
UINT tmp = 0;
for (UINT i = 0; i & ++i)
for (UINT j = 0; j & ++j)
m_indices[tmp] = i * m_verticesPerRow +
m_indices[tmp + 1] = i * m_verticesPerRow + j + 1;
m_indices[tmp + 2] = (i + 1) * m_verticesPerRow +
//计算法线
ComputeNomal(m_vertices[m_indices[tmp]], m_vertices[m_indices[tmp + 1]],
m_vertices[m_indices[tmp + 2]], temp);
m_vertices[m_indices[tmp]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 1]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 2]].normal =
m_indices[tmp + 3] = i * m_verticesPerRow + j + 1;
m_indices[tmp + 4] = (i + 1) * m_verticesPerRow + j + 1;
m_indices[tmp + 5] = (i + 1) * m_verticesPerRow +
ComputeNomal(m_vertices[m_indices[tmp + 3]], m_vertices[m_indices[tmp + 4]],
m_vertices[m_indices[tmp + 5]], temp);
m_vertices[m_indices[tmp + 3]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 4]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 5]].normal =
return true;
4.效果截图
5.详细源码
TerrainDemo.h
1 #pragma once
2 #include &string&
3 #include &vector&
4 #include "Dx11Base.h"
5 #include "Camera.h"
6 #include "Input.h"
7 #include "Utility.h"
8 #include "LightHelper.h"
10 class TerrainDemo : public Dx11Base
12 public:
TerrainDemo(HINSTANCE hInst, std::wstring title = L"TerrainDemo", int width = 800, int height = 640);
~TerrainDemo();
//顶点结构 位置、法线、uv坐标
struct Vertex
Vertex() {}
Vertex(const XMFLOAT3 _pos, XMFLOAT3 _normal,
XMFLOAT2 _tex) :
pos(_pos), normal(_normal),
tex(_tex) {}
bool Init() override;
void Update(float dt);
void Render();
bool OnResize() override;
33 private:
bool BuildBuffers();
bool BuildSRVs();
bool BuildInputLayouts();
void UpdateCamera(float dt);
38 private:
bool ReadRawFile(std::string filePath);
//从高度图读取高度信息
bool InitTerrain(float width, float height, UINT m, UINT n, float scale);
//初始化地形
void ComputeNomal(Vertex& v1, Vertex& v2, Vertex& v3, XMFLOAT3& normal);
//计算法线
42 private:
std::vector&float&
//高度图高度信息
m_cellsPerR
//每行单元格数
m_cellsPerC
//每列单元格数
m_verticesPerR
//每行顶点数
m_verticesPerC
//每列顶点数
//顶点总数
//地形宽度
//地形高度
//高度缩放系数
std::vector&Vertex&
//顶点集合
std::vector&UINT&
//索引集合
56 private:
ID3D11Buffer*
m_pVertexB
ID3D11Buffer*
ID3D11InputLayout*
ID3D11ShaderResourceView*
Lights::DirectionalLight
m_dirLights[3];
//3个平行光源
Lights::Material
m_materialT
XMFLOAT4X4
//世界变换矩阵
XMFLOAT4X4
m_worldViewP
//世界视角投影矩阵
XMFLOAT4X4
m_worldInvT
//世界逆矩阵的转置，用于法线变换
XMFLOAT4X4
//纹理坐标变换矩阵
m_lastMouseP
TerrainDemo.cpp
1 #include &fstream&
2 #include &memory&
3 #include "TerrainDemo.h"
4 #include "Utility.h"
5 #include "WICTextureLoader.h"
6 #include "d3dx11effect.h"
7 #include "Effects.h"
9 TerrainDemo::TerrainDemo(HINSTANCE hInst, std::wstring title, int width, int height)
:Dx11Base(hInst, title, width, height)
//"三点式"照明
m_dirLights[0].ambient = XMFLOAT4(0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
m_dirLights[0].diffuse = XMFLOAT4(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);
m_dirLights[0].specular = XMFLOAT4(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);
m_dirLights[0].direction = XMFLOAT3(0.57735f, -0.57735f, 0.57735f);
m_dirLights[1].ambient = XMFLOAT4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
m_dirLights[1].diffuse = XMFLOAT4(0.20f, 0.20f, 0.20f, 1.0f);
m_dirLights[1].specular = XMFLOAT4(0.25f, 0.25f, 0.25f, 1.0f);
m_dirLights[1].direction = XMFLOAT3(-0.57735f, -0.57735f, 0.57735f);
m_dirLights[2].ambient = XMFLOAT4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
m_dirLights[2].diffuse = XMFLOAT4(0.2f, 0.2f, 0.2f, 1.0f);
m_dirLights[2].specular = XMFLOAT4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
m_dirLights[2].direction = XMFLOAT3(0.0f, -0.707f, -0.707f);
m_materialTerrain.ambient = XMFLOAT4(0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f);
m_materialTerrain.diffuse = XMFLOAT4(1.f, 1.f, 1.f, 1.0f);
m_materialTerrain.specular = XMFLOAT4(0.3f, 0.3f, 0.3f, 16.0f);
//设置相机
m_lastMousePos = { 0,0 };
XMVECTOR Eye = XMVectorSet(0.0f, 50.0f, 0.1f, 0.0f);
XMVECTOR At = XMVectorSet(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
XMVECTOR Up = XMVectorSet(0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
m_camera.LookAtXM(Eye, At, Up);
//设置投影矩阵
m_camera.SetLens(XM_PIDIV4, AspectRatio(), 0.1f, 1000.f);
//初始化世界矩阵 逆转置矩阵 及纹理坐标矩阵
//这些每一帧不改变
XMMATRIX I = XMMatrixIdentity();
XMStoreFloat4x4(&m_world, I);
XMVECTOR det = XMMatrixDeterminant(I);
XMMATRIX worldInvTranspose = XMMatrixTranspose(XMMatrixInverse(&det,I));
XMStoreFloat4x4(&m_worldInvTranspose, worldInvTranspose);
XMStoreFloat4x4(&m_texTrans, I);
53 TerrainDemo::~TerrainDemo()
SafeRelease(m_pVertexBuffer);
SafeRelease(m_pIndexBuffer);
SafeRelease(m_pInputLayout);
SafeRelease(m_pSRVTerrain);
Effects::ReleaseAll();
62 bool TerrainDemo::Init()
if (!Dx11Base::Init())
return false;
if (!Effects::InitAll(m_pd3dDevice))
return false;
if (!ReadRawFile("Texture\\heightmap.raw"))
return false;
if (!InitTerrain(500, 500, 255, 255, 0.2f))
return false;
if (!BuildBuffers())
return false;
if (!BuildSRVs())
return false;
if (!BuildInputLayouts())
return false;
80 void TerrainDemo::Update(float dt)
UpdateCamera(dt);
XMMATRIX world = XMLoadFloat4x4(&m_world);
XMMATRIX worldViewProj = world * m_camera.GetViewProj();
XMStoreFloat4x4(&m_worldViewProj, worldViewProj);
//设置灯光
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxDirLights-&SetRawValue(&m_dirLights, 0,
3 * sizeof(Lights::DirectionalLight));
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxEyePos-&SetRawValue(&m_camera.GetPosition(), 0,
sizeof(m_camera.GetPosition()));
94 void TerrainDemo::Render()
m_pImmediateContext-&ClearRenderTargetView(m_pRenderTargetView, Colors::Silver);
m_pImmediateContext-&ClearDepthStencilView(m_pDepthStencilView, D3D11_CLEAR_DEPTH | D3D11_CLEAR_STENCIL, 1.0f, 0);
m_pImmediateContext-&IASetInputLayout(m_pInputLayout);
UINT stride = sizeof(Vertex);
UINT offset = 0;
m_pImmediateContext-&IASetVertexBuffers(0, 1, &m_pVertexBuffer, &stride, &offset);
m_pImmediateContext-&IASetIndexBuffer(m_pIndexBuffer, DXGI_FORMAT_R32_UINT, offset);
m_pImmediateContext-&IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);
D3DX11_TECHNIQUE_DESC
ID3DX11EffectTechnique* tech = Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxLight3TexT
tech-&GetDesc(&desc);
for (UINT i = 0; i & desc.P ++i)
//设置着色器变量
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxWorld-&SetMatrix(reinterpret_cast&const float*&(&m_world));
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxWorldViewProj-&SetMatrix(reinterpret_cast&const float*&(
&m_worldViewProj));
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxWorldInvTranspose-&SetMatrix(reinterpret_cast&const float*&(
&m_worldInvTranspose));
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxTexTrans-&SetMatrix(reinterpret_cast&const float*&(
&m_texTrans));
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxMaterial-&SetRawValue(&m_materialTerrain, 0, sizeof(m_materialTerrain));
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxSR-&SetResource(m_pSRVTerrain);
tech-&GetPassByIndex(i)-&Apply(0, m_pImmediateContext);
m_pImmediateContext-&DrawIndexed(m_indices.size(), 0, 0);
m_pSwapChain-&Present(0, 0);
129 bool TerrainDemo::OnResize()
if (!Dx11Base::OnResize())
return false;
//更新camera参数
m_camera.SetLens(XM_PIDIV4, AspectRatio(), 1.f, 1000.f);
return true;
139 bool TerrainDemo::BuildBuffers()
//创建顶点缓冲区
D3D11_BUFFER_DESC vertexD
ZeroMemory(&vertexDesc, sizeof(vertexDesc));
vertexDesc.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
vertexDesc.ByteWidth = sizeof(Vertex) * m_numsV
vertexDesc.Usage = D3D11_USAGE_IMMUTABLE;
D3D11_SUBRESOURCE_DATA vertexD
vertexData.pSysMem = &m_vertices[0];
vertexData.SysMemPitch = 0;
vertexData.SysMemSlicePitch = 0;
if (FAILED(m_pd3dDevice-&CreateBuffer(&vertexDesc, &vertexData, &m_pVertexBuffer)))
MessageBox(nullptr, L"Create Vertex Buffer failed!", L"Error", MB_OK);
return false;
//创建索引缓冲区
D3D11_BUFFER_DESC indexD
ZeroMemory(&indexDesc, sizeof(indexDesc));
indexDesc.BindFlags = D3D11_BIND_INDEX_BUFFER;
indexDesc.ByteWidth = sizeof(UINT) * m_indices.size();
indexDesc.Usage = D3D11_USAGE_IMMUTABLE;
D3D11_SUBRESOURCE_DATA indexD
indexData.pSysMem = &m_indices[0];
indexData.SysMemPitch = 0;
indexData.SysMemSlicePitch = 0;
if (FAILED(m_pd3dDevice-&CreateBuffer(&indexDesc, &indexData, &m_pIndexBuffer)))
MessageBox(nullptr, L"Create Index Buffer failed!", L"Error", MB_OK);
return false;
return true;
178 bool TerrainDemo::BuildSRVs()
if (FAILED(CreateWICTextureFromFile(m_pd3dDevice, L"Texture\\desert.bmp", nullptr, &m_pSRVTerrain)))
MessageBox(nullptr, L"create texture failed!", L"error", MB_OK);
return false;
return true;
188 bool TerrainDemo::BuildInputLayouts()
D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC layout[] =
{ "POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 0, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
{ "NORMAL",
0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 12,D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
{ "TEXCOORD", 0, DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT,
0, 24,D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 }
UINT numLayoutElements = ARRAYSIZE(layout);
D3DX11_PASS_DESC passD
Effects::ms_pBasicEffect-&m_pFxLight3TexTech-&GetPassByIndex(0)-&GetDesc(&passDesc);
if (FAILED(m_pd3dDevice-&CreateInputLayout(layout, numLayoutElements, passDesc.pIAInputSignature,
passDesc.IAInputSignatureSize, &m_pInputLayout)))
MessageBox(nullptr, L"create inputLayout failed!", L"error", MB_OK);
return false;
return true;
209 void TerrainDemo::UpdateCamera(float dt)
//前后左右行走
if (Input::GetInstance()-&IsKeyDown('A'))
m_camera.Strafe(-60.f*dt);
else if (Input::GetInstance()-&IsKeyDown('D'))
m_camera.Strafe(60.f*dt);
if (Input::GetInstance()-&IsKeyDown('W'))
m_camera.Walk(60.f*dt);
else if (Input::GetInstance()-&IsKeyDown('S'))
m_camera.Walk(-60.f*dt);
if (Input::GetInstance()-&IsMouseMove())
float mouseX = Input::GetInstance()-&GetMouseX();
float mouseY = Input::GetInstance()-&GetMouseY();
if (Input::GetInstance()-&IsLMouseDown())
float dx = XMConvertToRadians(0.25f*(mouseX - m_lastMousePos.x));
float dy = XMConvertToRadians(0.25f*(mouseY - m_lastMousePos.y));
OutputDebugString(L"left btn click");
m_camera.Pitch(dy);
m_camera.RotateY(dx);
m_lastMousePos.x = mouseX;
m_lastMousePos.y = mouseY;
m_camera.UpdateViewMatrix();
250 //读取高度图信息
251 bool TerrainDemo::ReadRawFile(std::string filePath)
std::ifstream inF
//二进制方式打开文件
inFile.open(filePath.c_str(), std::ios::binary);
//文件指针移动到末尾
inFile.seekg(0, std::ios::end);
//大小为当前缓冲区大小
std::vector&BYTE& inData(inFile.tellg());
//文件指针移动到开头
inFile.seekg(std::ios::beg);
//读取高度信息
inFile.read((char*)&inData[0], inData.size());
inFile.close();
m_heightInfos.resize(inData.size());
for (int i = 0; i & inData.size(); ++i)
m_heightInfos[i] = inData[i];
return true;
275 bool TerrainDemo::InitTerrain(float width, float height, UINT m, UINT n,float scale)
m_cellsPerRow =
m_cellsPerCol =
m_verticesPerRow = m + 1;
m_verticesPerCol = n + 1;
m_numsVertices = m_verticesPerRow*m_verticesPerC
m_height =
m_heightScale =
//得到缩放后的高度
for (auto& item : m_heightInfos)
item *= m_heightS
//起始x z坐标
float oX = -width * 0.5f;
float oZ = height * 0.5f;
//每一格坐标变化
float dx = width /
float dz = height /
m_vertices.resize(m_numsVertices);
//计算顶点
for (UINT i = 0; i & m_verticesPerC ++i)
float tempZ = oZ - dz *
for (UINT j = 0; j & m_verticesPerR ++j)
UINT index = m_verticesPerRow * i +
m_vertices[index].pos.x = oX + dx *
m_vertices[index].pos.y = m_heightInfos[index];
m_vertices[index].pos.z = tempZ;
m_vertices[index].tex = XMFLOAT2(dx*i, dx*j);
//计算索引和法线
//总格子数量:m * n
//因此总索引数量: 6 * m * n
UINT nIndices = m * n * 6;
m_indices.resize(nIndices);
UINT tmp = 0;
for (UINT i = 0; i & ++i)
for (UINT j = 0; j & ++j)
m_indices[tmp] = i * m_verticesPerRow +
m_indices[tmp + 1] = i * m_verticesPerRow + j + 1;
m_indices[tmp + 2] = (i + 1) * m_verticesPerRow +
//计算法线
ComputeNomal(m_vertices[m_indices[tmp]], m_vertices[m_indices[tmp + 1]],
m_vertices[m_indices[tmp + 2]], temp);
m_vertices[m_indices[tmp]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 1]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 2]].normal =
m_indices[tmp + 3] = i * m_verticesPerRow + j + 1;
m_indices[tmp + 4] = (i + 1) * m_verticesPerRow + j + 1;
m_indices[tmp + 5] = (i + 1) * m_verticesPerRow +
ComputeNomal(m_vertices[m_indices[tmp + 3]], m_vertices[m_indices[tmp + 4]],
m_vertices[m_indices[tmp + 5]], temp);
m_vertices[m_indices[tmp + 3]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 4]].normal =
m_vertices[m_indices[tmp + 5]].normal =
return true;
354 //计算法线
355 void TerrainDemo::ComputeNomal(Vertex& v1, Vertex& v2, Vertex& v3, XMFLOAT3& normal)
XMFLOAT3 f1(v2.pos.x - v1.pos.x, v2.pos.y - v1.pos.y, v2.pos.z - v1.pos.z);
XMFLOAT3 f2(v3.pos.x - v1.pos.x, v3.pos.y - v1.pos.y, v3.pos.z - v1.pos.z);
XMVECTOR vec1 = XMLoadFloat3(&f1);
XMVECTOR vec2 = XMLoadFloat3(&f2);
XMVECTOR temp = XMVector3Normalize(XMVector3Cross(vec1, vec2));
XMStoreFloat3(&normal, temp);
365 int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR cmdLine, int cmdShow)
std::shared_ptr&Dx11Base& bd(new TerrainDemo(hInstance));
if (!bd-&Init())
return -1;
return bd-&Run();
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