這次主題是渲染管線。它是用來(lái)創(chuàng)建為3D世界進(jìn)行幾何描述的2D圖形并設(shè)定一個(gè)虛擬照相機(jī)確定這個(gè)世界中哪一部分將被透視投影到屏幕上。
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2.1表現(xiàn)模型
一個(gè)場(chǎng)景是多個(gè)物體或模型的集合。一個(gè)物體可以用三角形網(wǎng)格（triangle
mesh）來(lái)近似表示，如圖2.2所示。由三角形網(wǎng)格建立一個(gè)物體，我們稱之為建模。3D世界中最基本的圖元就是三角形，但是Direct3D也支持點(diǎn)圖元和線圖元但我們都不常用到。
一個(gè)多邊形的兩邊相交的點(diǎn)叫做頂點(diǎn)。為了描述一個(gè)三角形，我們通常指定三個(gè)點(diǎn)的位置來(lái)對(duì)應(yīng)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)（如圖2.3），這樣我們就能夠很明確的表示出這個(gè)三角形了。
2.1.1
頂點(diǎn)格式
我們以前定義的點(diǎn)在數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō)是正確的，但是當(dāng)我們?cè)贒irect3D環(huán)境中使用它的時(shí)候就會(huì)覺得很不完善。這是因?yàn)樵贒irect3D中的頂點(diǎn)包含了許多附加的屬性，而不再單純的只有空間位置的信息了。例如：一個(gè)頂點(diǎn)可以有顏色和法線向量屬性。Direct3D讓我們可以靈活的構(gòu)造自己的頂點(diǎn)格式。換句話說(shuō)，我們可以自己定義頂點(diǎn)的成員。
為了創(chuàng)建一個(gè)自定義的頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)，我們首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)包含能存放我們選擇的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。例如，下面我們舉出兩種不同頂點(diǎn)數(shù)據(jù)類型的例子，一種包含了位置和顏色信息，第二種則包含了位置，法線向量，紋理坐標(biāo)信息。
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struct
ColorVertex
{
float _x, _y, _z;
//
位置
DWORD _color;
//
顏色
};
struct
NormalTexVertex
{
float _x, _y, _z;
//
位置
float _nx, _ny, _nz;
//
法線向量
float _u, _v;
// 紋理坐標(biāo)
};
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一旦我們有了完整的頂點(diǎn)格式，我們就要使用靈活頂點(diǎn)格式（FVF）的組合標(biāo)志來(lái)描述它。例如第一個(gè)頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)，我們要使用如下的頂點(diǎn)格式：
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#define
FVF_COLOR (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_DIFFUSE)
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上面的頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)表明它包含位置和顏色屬性。
而第二種結(jié)構(gòu)則要使用：
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#define
FVF_NORMAL_TEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_NORMAL | D3DFVF_TEX1)
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上面的頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)表明它包含了位置，法線向量，紋理坐標(biāo)的屬性（這些常量是D3D內(nèi)置的）。
有一點(diǎn)要注意，你的標(biāo)志的順序必須要和你的頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)的順序一一對(duì)應(yīng)。如果想知道所有的D3DFVF標(biāo)志，請(qǐng)查閱SDK文檔。
2.1.2
三角形
三角形是構(gòu)建3D物體的基本圖形。為了構(gòu)造物體，我們創(chuàng)建了三角形列表（triangle
list）來(lái)描述物體的形狀和輪廓。三角形列包含了我們將要畫的每一個(gè)三角形的數(shù)據(jù)信息。例如為了構(gòu)造一個(gè)矩形，我們把它分成兩個(gè)三角形，如圖2.4所示，最后指定每個(gè)三角形的頂點(diǎn)。
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Vertex rect[6] = {v0, v1,
v2, //
三角形0
v0, v2, v3}; //
三角形1
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注意：指定三角形頂點(diǎn)的順序是很重要的，將會(huì)按一定順序環(huán)繞排列。
2.1.3
索引
3D物體中的三角形經(jīng)常會(huì)有許多共用頂點(diǎn)。如圖2.4所表示的矩形。雖然現(xiàn)在僅有兩個(gè)點(diǎn)被重復(fù)使用，但是當(dāng)要表現(xiàn)一個(gè)更精細(xì)更復(fù)雜的模型的時(shí)候，重復(fù)的頂點(diǎn)數(shù)將會(huì)變得很大。例如圖2.5所示的立方體，僅有八個(gè)頂點(diǎn)，但是當(dāng)用三角形列表示它的時(shí)候，所有的點(diǎn)都被重復(fù)使用。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們引入索引（indices）這個(gè)概念。它的工作方式是：我們創(chuàng)建一個(gè)頂點(diǎn)列表和一個(gè)索引列表（index
list）。頂點(diǎn)列表包含所有不重復(fù)的頂點(diǎn)，索引列中則用頂點(diǎn)列中定義的值來(lái)表示每一個(gè)三角形的構(gòu)造方式。回到那個(gè)矩形的示例上來(lái)，它的頂點(diǎn)列表的構(gòu)造方式如下：
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Vertex vertexList[4] = {v0,
v1, v2, v3};
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索引列表則定義頂點(diǎn)列中的頂點(diǎn)是如何構(gòu)造這兩個(gè)三角形的：
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WORD indexList[6] = {0, 1,
2, //三角形0
0, 2, 3}; //三角形1
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也就是說(shuō)，用頂點(diǎn)列表中的0（vertexList[0]）、1（vertexList[1]）和2（vertexList[2]）頂點(diǎn)構(gòu)成三角形0；用頂點(diǎn)列表中的0（vertexList[0]）、2（vertexList[2]）和3（vertexList[3]）頂點(diǎn)構(gòu)成三角形1。
2.2虛擬照相機(jī)
照相機(jī)確定3D世界中的哪部分是可見的，因而需要將哪部分轉(zhuǎn)換為2D圖形。在3D世界中照相機(jī)被放置和定向，并且定義其可視體，圖2.6展示了我們的照相機(jī)模型。
可視體是由可視角度和前裁剪面（Near Plane）與后裁剪面（Far
Plane）定義的一個(gè)平截頭體。之所以要選擇平截頭體構(gòu)造可視體，是因?yàn)槲覀兊娘@示器都是矩形的。在可視體中不能被看見的物體都會(huì)被刪除，刪除這種數(shù)據(jù)的過(guò)程就叫做“裁剪”。
投影窗口（Projection Window）是可視體內(nèi)的3D幾何圖形投影生成的用來(lái)顯示3D場(chǎng)景的2D圖像的2D區(qū)域。重要的是要知道，我們使用min=(-1,-1)和max=(1,1)來(lái)定義投影窗口的大小。
為了簡(jiǎn)化繪制，我們使前裁剪面與投影窗口在同一平面上。并且，注意Direct3D中定義的投影平面（即投影窗口所在的平面）是Z
= 1的平面。