DXUT進階

概要
這個指南涵蓋了更多DXUT的高級應(yīng)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(yīng)用程序. DXUT提供了一個簡單的基于GUI系統(tǒng)的精靈和一個設(shè)備設(shè)置對話框. 另外, 它還提供了一些攝像機類.
這個指南的結(jié)果是一個具有完善功能的GUI 用于更改設(shè)備和場景的設(shè)置. 它將有按鈕, 滑塊, 和文本來示范這些功能.
導(dǎo)航
• DXUT攝像機
• DXUT對話框
• 資源管理程序初始化
• 3D設(shè)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(chuàng)建視圖和透視矩陣. 有了這個攝像機,沒有必要擔(dān)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(shù)傳遞給攝像機對象, 它會在后臺創(chuàng)建這些矩陣.
這里我們設(shè)置攝像機的一部分視圖參數(shù). 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(shù). 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(dān)心怎么去創(chuàng)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(biāo)反饋. 在這里, 我們指定三個鼠標(biāo)按鍵給提供的鼠標(biāo)操作: 模型旋轉(zhuǎn), 放縮, 還有攝像機旋轉(zhuǎn).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(chǔ)上, 攝像機會監(jiān)聽這些輸入并產(chǎn)生相應(yīng)效果. 為了響應(yīng)用戶輸入, 需要加入一個監(jiān)聽到MsgProc回調(diào)函數(shù)（DXUT消息處理函數(shù)）.
    // 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(shù)據(jù)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(guān)函數(shù)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(xiàn), 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(shù)細節(jié)給這個指南. 第二個對話框用來控制模型的"胖瘦",就是設(shè)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(diào)函數(shù)與GUI處理的實際消息相關(guān)聯(lián). 這個函數(shù)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(jīng)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(zhuǎn)移到一個單獨的函數(shù), 叫 InitApp().
每個對話框的控件被初始化就是在這個函數(shù)里. 每個對話框都需要調(diào)用它的初始化函數(shù), 并傳遞給資源管理者來指定把控件供給誰. 同樣, 它們設(shè)置回調(diào)函數(shù)來處理GUI 響應(yīng). 既然這樣, 這個相關(guān)的回調(diào)函數(shù)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(shè)備.
要加入一個按鈕, 你要指定你想要使用的IDC 標(biāo)識符, 一個用于顯示的字符串, 坐標(biāo), 寬和高, 還有可選的與它關(guān)聯(lián)的熱鍵. 熱鍵可以用鍵盤快速地開關(guān)這些按鈕.
注意指定的坐標(biāo)與對話框的定位相關(guān).
    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(tài)文本,一個滑塊, 還有一個復(fù)選按鈕.
傳遞給靜態(tài)文本的參數(shù)是IDC 標(biāo)識符,字符串,坐標(biāo), 和寬高.
滑塊的參數(shù)是IDC 標(biāo)識符,字符串,坐標(biāo), 和寬高, 還有滑塊的最大最小值, 最后是存儲結(jié)果的變量.
復(fù)選按鈕包括IDC標(biāo)識符,一個字符串標(biāo)簽,wf坐標(biāo), 寬高,還有存儲結(jié)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(diào)用來完成既然屏幕坐標(biāo)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(shù). 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(diào)初始化和銷毀時需要被初始化. 這是因為在每次設(shè)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(diào)的函數(shù), 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(diào)用它們.
    V_RETURN( g_DialogResourceManager.OnD3D10CreateDevice( pd3dDevice ) );
    V_RETURN( g_DialogResourceManager.OnD3D10ResizedSwapChain( pd3dDevice, pBackBufferSurfaceDesc ) );
    g_DialogResourceManager.OnD3D10ReleasingSwapChain();
    g_DialogResourceManager.OnD3D10DestroyDevice();
響應(yīng)GUI事件
當(dāng)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(shè)置這些對話框的回調(diào)函數(shù)做為OnGUIEvent. 現(xiàn)在我們將要創(chuàng)建 OnGUIEvent 函數(shù), 它會監(jiān)聽并處理GUI 相關(guān)事件(被框架調(diào)用的).
這是一個簡單的對每個IDC標(biāo)識符包含一個case代碼塊的函數(shù)，它在對話框創(chuàng)建時被監(jiān)聽. 在每個case塊中會是處理代碼,假設(shè)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(guān)的控制實際上調(diào)用DXUT內(nèi)置的函數(shù). 有一個DXUT 函數(shù)關(guān)系到切換全屏, 綁定引用軟件渲染器, 并且更改設(shè)備設(shè)置(它會調(diào)用下面提到的3D設(shè)置對話框).
SampleUI 對話框包含自定義的代碼操作跟滑塊相關(guān)聯(lián)的變量. 它會收集數(shù)值, 更新與它相關(guān)的文本, 并把數(shù)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(xiàn)在我們有對話框消息和用戶交互, 那就會有傳遞給應(yīng)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(diào)函數(shù)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(xiàn)在,我們要確保發(fā)送給資源管理程序和對話框的消息被適當(dāng)?shù)匕l(fā)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(diào)用MsgProcs來確保消息被處理了.這通過調(diào)用每個單獨的類的相應(yīng)的 MsgProc 函數(shù)來完成. 應(yīng)該注意到這個函數(shù)提供了一個標(biāo)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(shè)置對話框
有一個專門的內(nèi)置對話框用來控制D3DDevice的設(shè)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(shè)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(diào)用初始化函數(shù). 然而, 每次Direct3D 改變它的交換鏈或者設(shè)備,這個對話框必須被更新.因此, 它必須包含一個調(diào)用在OnD3D10CreateDevice 和OnD3D10ResizedSwapChain里, 相對應(yīng)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(diào)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(xiàn)可以被改變,它通過一個叫 IsActive()的標(biāo)記來轉(zhuǎn)換. 如果這個標(biāo)記被設(shè)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(biāo)記The IDC_CHANGEDEVICE與HUD 控件相關(guān), 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(shè)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(gòu)在DXUT內(nèi)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(shù)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(shù)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(diào)用D3DX10CreateFont, 并且你要傳入設(shè)備, 高度, 寬度, 重量, mip層次 (一般取 1), 斜體, 字符集, 精度, 質(zhì)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(shù)需要我們初始化一個ID3DXSprite 類. 要做這個的話, 我們可以調(diào)用 D3DX10CreateSprite (notice the trend here?). 這個函數(shù)只需要設(shè)備和對象的指針做為參數(shù).
    // Initialize the sprite
    V_RETURN( D3DX10CreateSprite( pd3dDevice, &g_pSprite ) );
當(dāng)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(tǒng)計信息. 另外, 還有一個區(qū)域顯示怎樣用鼠標(biāo)操作模型.
渲染必須在OnD3D10FrameRender里調(diào)用, 而且在這個指南里, 它是在幀渲染調(diào)用里調(diào)用RenderText10來完成的.
第一個區(qū)域一直在繪制, 因此, 它最先完成. 第一個文本渲染調(diào)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(shè)置好“指針”的位置, 文本的顏色, 我們就準(zhǔn)備繪制了.
輸出一個字符串文本要調(diào)用DrawTextLine來完成. 你傳入字符串, 它就會在當(dāng)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(xiàn).
    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(diào)用SetInsertionPos來重新設(shè)置指針的位置.
最后, 當(dāng)你對文本輸出滿意后, 調(diào)用 End() 來通知引擎你完成了.
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