[D3D] DirectX SDK 2006学习笔记4—

[D3D] DirectX SDK 2006学习笔记4——纹理

来源：http://www.cnblogs.com/fence/archive/2010/03/12/1683918.html

　　纹理在D3D中是一个非常重要的概念，它的出现改变了以前3D物体表面不真实的状况，为程序员提供了将2维图像应用到3维物体上去的功能。请做好心理准备，因为新的概念将像暴风骤雨般的袭来，而在没有弄懂基本概念之前是不可能进行下一步的学习的。下面是一些术语的大致概念：

纹理( Textrue )：将要应用到3维（或者2维）模型中的图片，可以有dds, hdr, bmp, tga, jpg, png等多种格式，各种格式可以有8位，16位，32位，64位以及128位的色彩位深
纹理坐标( Textrue Coordinates )：x，y轴分别以[0，1]为区间的2维坐标。将纹理的长和宽分别认作单位1，用u和v来表示纹理上的每一个色彩的坐标。
图素( Texel )：纹理上每一个色彩点称为图素。每个图素都有自己的纹理坐标。
纹理寻址模式( Textrue Addressing Modes )：系统映射[0, 1] 区间以外的图素坐标的模式。纹理寻址模式共有五种，它们分别是包装纹理寻址模式、镜像纹理寻址模式、夹持纹理寻址模式，边框纹理寻址模式和一次镜像纹理寻址模式。

包装纹理寻址模式：D3D默认寻址模式。效果如下：

镜像纹理寻址模式：每两个相邻的单位纹理都是镜像效果的。如下：

夹持纹理寻址模式：只映射在区间[0, 1]中的纹理，然后在其他空间中涂上和纹理边界相反的颜色，如图：

边框颜色纹理寻址模式：在区间[0, 1]之外涂上指定颜色，例如：

一次镜像纹理寻址模式：纹理在[-1.0, 1.0]范围内作镜像，在该范围外作夹持。

纹理包装：决定如何在纹理坐标之间做插值计算。
纹理过滤：通过给定的uv坐标从纹理贴图中获得图素的一种方法。为了抗锯齿，D3D中采用了3中技术来实现纹理过滤，它们分别是最近点采样，线性纹理过滤，各向异性（anisotropic）纹理过滤。而现在游戏中看到的图像高级选项中，一般都有点采样、双线过滤（即D3D的线性纹理过滤），三线过滤（即 D3D中的线性过滤加上mipmap），以及各向异性过滤。

mipmap：由一系列纹理组成，其中每张纹理的高宽都是前一级高宽的一半。D3D在渲染时会自动挑选出一个图素与像素的比值最接近于1的mip层级。

最近点采样：将纹理坐标对齐到最接近的整数，再将那个位于整数坐标上的纹理像素作为最终的颜色。缺点：容易在图像边界上造成错误，优点：快。

线性纹理过滤：（即双线纹理过滤），计算相对于采样点最近的4各图素（上下左右4个点）的平均值。缺点：有各项异性失真可能。

三线过滤：对于每个像素，三线过滤会先选择两张最接近的mipmap，将它们双线过滤为两张理想大小的mipmap，然后根据理想的mip级组合这两张过滤后的mipmap中的对应像素。缺点：有各项异性失真可能。

各项异性过滤：根据屏幕像素的伸张度来测量各项异性，再将屏幕像素反向映射到纹理空间中。效果：在非水平的渲染时要比三线过滤更加锐化。

抗锯齿：有全屏多采样和可屏蔽多采样之分。全屏多采样对每个像素进行多次采样，这些不同的样本被混合后输出到屏幕。可屏蔽多采样仅影响三角形和三角形组，不影响直线。
Alpha混合：可将图元颜色和先前的帧缓冲器像素的颜色组合起来，用于实现透明效果。有个很著名的alpha混合计算公式：

FinalColor = SourceColor * SourceBlendFactor + DestColor * DestBlendFactor

　　　　　　如果使SourceBlendFactor + DestBlendFactor = 1，那么就可以实现透明效果。

Example 1 Simple Texture & Wrap Texture Address Mode

　　一个简单的贴图是很容易实现的，因为它可以简单的建立FVF基础之上，整个过程是这样的：在顶点缓冲之中添加纹理坐标信息，然后在 OnCreateDevice中添加纹理创建代码，在OnFrameRender中添加纹理的设置，最后在OnDestoryDevice中添加纹理资源释放代码。

定义：在顶点缓冲定义中添加纹理坐标信息

LPDIRECT3DTEXTURE9 g_pTexture = NULL;  // Texture
structCUSTOMVERTEX
{
    FLOATx, y, z, rhw; // The transformed position for the vertex
    //DWORD color;     // The vertex color, no use here
    FLOATtu, tv;       // The texture coordinates
};
#define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_TEX1)

OnCreateDevice：添加纹理创建代码，在顶点缓冲中添加纹理坐标信息，横向复制两遍纹理

V_RETURN( D3DXCreateTextureFromFile(pd3dDevice, L"DaNing_Hudie.jpg", &g_pTexture) );
CUSTOMVERTEXvertices[] =
{
    { 0.0f, 0.0f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,}, // x, y, z, rhw, color
    { (float)pBackBufferSurfaceDesc->Width, 0.0f, 0.5f, 1.0f, 2.0f, 0.0f,},
    { (float)pBackBufferSurfaceDesc->Width, (float)pBackBufferSurfaceDesc->Height, 0.5f, 1.0f, 2.0f, 1.0f,},
    { 0.0f, (float)pBackBufferSurfaceDesc->Height, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, },
};

OnFrameRender：在BeginScene和EndScene中间添加如下代码。因为D3D默认使用包装纹理寻址模式，所以不必调用 SetSampleState来设置纹理模式。

pd3dDevice->SetTexture( 0, g_pTexture );

OnDestroyDevice：添加释放代码

SAFE_RELEASE( g_pTexture);

Example 2 Texture Address Mode

包装寻址模式见Example 1。接下来是镜像寻址模式。

顶点缓冲的初始化：横向复制四遍，纵向复制两遍，一共是八个纹理单元

CUSTOMVERTEX vertices[] =
{
    { 0.0f, 0.0f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,}, // x, y, z, rhw, color
    { (float)pBackBufferSurfaceDesc->Width, 0.0f, 0.5f, 1.0f, 4.0f, 0.0f,},
    { (float)pBackBufferSurfaceDesc->Width, (float)pBackBufferSurfaceDesc->Height, 0.5f, 1.0f, 4.0f, 2.0f,},
    { 0.0f, (float)pBackBufferSurfaceDesc->Height, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 2.0f, },
};

OnFrameRender：添加在u方向和v方向的镜像纹理寻址模式代码

pd3dDevice->SetTexture( 0, g_pTexture );
pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSU, D3DTADDRESS_MIRROR );
pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSV, D3DTADDRESS_MIRROR );

其余函数和Example 1相同。效果如下：

类似的夹持纹理寻址模式效果图

边框颜色纹理寻址模式需要再加一个SetSampleState

pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSU, D3DTADDRESS_BORDER );
pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_ADDRESSV, D3DTADDRESS_BORDER );
pd3dDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_BORDERCOLOR, 0xff88aa66 );

一次镜像纹理寻址模式效果，范围之外填黑色，并不是想象中的夹持@.@

Example 3 Texture Wrapping

v方向上的纹理包装，在OnFrameRender添加

pd3dDevice->SetRenderState( D3DRS_WRAP0, D3DWRAP_V );

其余函数和Example 2类似

u方向上的代码类似，效果图略