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紋理映射基礎(chǔ)（4）

最近點采樣

最近點采樣是4種過濾方式中速度最快但效果最差的過濾方式。Direct3D計算得到的紋理元素地址通常是一個浮點數(shù)值，而非整數(shù)的紋理下標值，當使用最近點采樣時，Direct3D會復制與這個浮點值地址最接近的整數(shù)地址的紋理元素的顏色。

設(shè)置最近點采樣的具體方法如下：調(diào)用IDirect3DDevice9::SetSamplerState()，可分別設(shè)置紋理過濾的放大過濾器和縮小過濾器。將第一個參數(shù)設(shè)置為紋理過濾器關(guān)聯(lián)的紋理層序號（0~7）。如果要設(shè)置放大過濾器，第二個參數(shù)設(shè)為D3DSAMP_MAGFILTER，如果要設(shè)置縮小過濾器，第二個參數(shù)設(shè)為D3DSAMP_MINFILTER。第三個參數(shù)可設(shè)為表示最近點采樣的枚舉常量D3DTEXF_POINT。下列代碼將紋理層0的紋理過濾方式設(shè)置為最近點采樣。

g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_POINT);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_POINT);

如果紋理的大小和屏幕圖元的實際大小將近，那么采用最近點采樣方法對圖像質(zhì)量的影響不大。但是，如果大小相差太多，就會降低圖像精度，從而影響圖像質(zhì)量，出現(xiàn)色塊或閃爍的失真現(xiàn)象。

線性紋理過濾

線性紋理過濾是目前使用最廣泛的紋理過濾方法。它與最近點采樣相比，能有效地提高圖像的顯示質(zhì)量，并且對系統(tǒng)性能影響不大。線性紋理過濾取得與計算得到的紋理元素的浮點地址最接近的上、下、左、右4個紋理元素，對這4個紋理元素進行加權(quán)平均，得到最終顯示的顏色值。

與設(shè)置最近點采樣的方法相似，調(diào)用函數(shù)IDirect3DDevice9::SetSamplerState()設(shè)置線性紋理過濾，所不同的是第三個參數(shù)設(shè)置為D3DTEXF_LINEAR。下面的代碼將紋理層0的放大和縮小過濾器設(shè)置為線性紋理過濾。

g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR);

因為是在單一紋理層上的線性過濾，而且是x、y方向上的線性過濾，所以稱為雙線性紋理過濾。目前大多數(shù)顯卡都為線性紋理過濾進行了優(yōu)化，所以使用線性紋理過濾一方面可以獲得較好的圖形質(zhì)量，另一方面對程序性能影響不大。

各項異性紋理過濾

當三維物體表面與投影平面不平行時，它在屏幕上的投影會有拉長或扭曲，這種現(xiàn)象稱為各項異性（anisotropy）。當一個各向異性圖元的像素映射到紋理元素時，它的形狀發(fā)生扭曲。Direct3D根據(jù)屏幕像素反向轉(zhuǎn)換到紋理元素的延長度，決定各項異性程度。

要使用各項異性紋理過濾，還應當設(shè)置最大各項異性程度值。通過將函數(shù)IDirect3DDevive9::SetSamplerState()的第一個參數(shù)設(shè)為紋理層索引，第二個參數(shù)設(shè)為D3DSAMP_MAXANISOTOPY，第三個參數(shù)設(shè)為大于1的任何值，可以完成最大各項異性程度值的設(shè)置。下面的示例代碼指定了最大各項異性值為4。

g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAXANISOTROPY, 4);

最大各項異性程度值D3DSAMP_MAXANISOTROPY為1時，表示禁用各項異性過濾。一般說來，其值越大，圖像效果越好，計算量越大，速度越慢。需要注意的是，在設(shè)置最大各項異性之前，應調(diào)用IDirect3D9::GetDeviceCaps()函數(shù)，查詢當前設(shè)備支持的Direct3D特性，獲取當前設(shè)備支持的最大各項異性度的取值范圍，具體代碼如下：

DWORD get_max_anisotropy(IDirect3DDevice9* device)
{
	D3DCAPS9 caps;
	device->GetDeviceCaps(&caps);

	return caps.MaxAnisotropy;
}

紋理過濾方式示例程序

按下數(shù)字鍵“1”使用最近點采樣紋理過濾方式，按下數(shù)字鍵“2”使用線性紋理過濾方式，按下數(shù)字鍵“3”使用各項異性紋理過濾方式。

源程序：

#include <d3dx9.h>

#pragma warning(disable : 4127)

#define CLASS_NAME    "GameApp"

#define release_com(p)    do { if(p) { (p)->Release(); (p) = NULL; } } while(0)

IDirect3D9*                g_d3d;
IDirect3DDevice9*        g_device;
IDirect3DVertexBuffer9* g_vertex_buffer;
IDirect3DTexture9*        g_texture;

struct sCustomVertex
{
    float x, y, z;
    float u, v;
};

#define D3DFVF_CUSTOM_VERTEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_TEX1)

void setup_matrices()
{
    // build world matrix

    D3DXMATRIX mat_world;
    D3DXMatrixIdentity(&mat_world);
    g_device->SetTransform(D3DTS_WORLD, &mat_world);

    // setup view matrix

    D3DXVECTOR3 eye(0.0f, 0.0f, -8.0f);
    D3DXVECTOR3 at(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    D3DXVECTOR3 up(0.0f, 1.0f, 0.0f);

    D3DXMATRIX mat_view;
    D3DXMatrixLookAtLH(&mat_view, &eye, &at, &up);
    g_device->SetTransform(D3DTS_VIEW, &mat_view);

    // setup projection matrix

    D3DXMATRIX mat_proj;
    D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&mat_proj, D3DX_PI/4, 1.0f, 1.0f, 100.0f);
    g_device->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &mat_proj);
}

bool init_graphics()
{
    if(FAILED(D3DXCreateTextureFromFile(g_device, "texture.jpg", &g_texture)))
    {
        MessageBox(NULL, "Create texture failed!", "ERROR", MB_OK);
        return false;
    }

    sCustomVertex vertices[] =
    {
        { -3,   -3,  0.0f,  0.0f, 1.0f},
        { -3,    3,  0.0f,  0.0f, 0.0f},
        {  3,   -3,  0.0f,  1.0f, 1.0f},
        {  3,    3,  0.0f,  1.0f, 0.0f }

    };

    g_device->CreateVertexBuffer(sizeof(vertices), 0, D3DFVF_CUSTOM_VERTEX, D3DPOOL_MANAGED, &g_vertex_buffer, NULL);

    void* ptr;

    g_vertex_buffer->Lock(0, 0, (void**)&ptr, 0);
    memcpy(ptr, vertices, sizeof(vertices));
    g_vertex_buffer->Unlock();

    return true;
}

bool init_d3d(HWND hwnd)
{
    g_d3d = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);

    if(g_d3d == NULL)
        return false;

    D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
    ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));

    d3dpp.Windowed            = TRUE;
    d3dpp.SwapEffect        = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    d3dpp.BackBufferFormat    = D3DFMT_UNKNOWN;

    if(FAILED(g_d3d->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hwnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
                                  &d3dpp, &g_device)))
    {
        return false;
    }

    if(! init_graphics())
        return false;

    setup_matrices();

    g_device->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);

    return true;
}

void cleanup()
{
    release_com(g_texture);
    release_com(g_vertex_buffer);
    release_com(g_device);
    release_com(g_d3d);
}

void render()
{
    g_device->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(5, 5, 5), 1.0f, 0);

    g_device->BeginScene();

    g_device->SetTexture(0, g_texture);

    g_device->SetStreamSource(0, g_vertex_buffer, 0, sizeof(sCustomVertex));
    g_device->SetFVF(D3DFVF_CUSTOM_VERTEX);
    g_device->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2);

    g_device->EndScene();

    g_device->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
}

LRESULT WINAPI WinProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch(msg)
    {
    case WM_KEYDOWN:
        switch(wParam)
        {
        case VK_ESCAPE:
            DestroyWindow(hwnd);
            break;

        case 49:    // press key "1", use nearest point texture filter mode
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_POINT);
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_POINT);
            break;

        case 50:    // press key "2", use linear texture filter mode
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
            break;

        case 51:    // press key "3", use anisotropy texture filter mode
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAXANISOTROPY, 8);
            break;
        }

        break;

    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);
        return 0;
    }

    return DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
}

int WINAPI WinMain(HINSTANCE inst, HINSTANCE, LPSTR, INT)
{
    WNDCLASSEX wc;

    wc.cbSize            = sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.style            = CS_CLASSDC;
    wc.lpfnWndProc        = WinProc;
    wc.cbClsExtra        = 0;
    wc.cbWndExtra        = 0;
    wc.hInstance        = inst;
    wc.hIcon            = NULL;
    wc.hCursor            = NULL;
    wc.hbrBackground    = NULL;
    wc.lpszMenuName        = NULL;
    wc.lpszClassName    = CLASS_NAME;
    wc.hIconSm            = NULL;

    if(! RegisterClassEx(&wc))
        return -1;

    HWND hwnd = CreateWindow(CLASS_NAME, "Direct3D App", WS_OVERLAPPEDWINDOW, 200, 100, 800, 600,
                             NULL, NULL, wc.hInstance, NULL);

    if(hwnd == NULL)
        return -1;

    if(init_d3d(hwnd))
    {
        ShowWindow(hwnd, SW_SHOWDEFAULT);
        UpdateWindow(hwnd);

        MSG msg;
        ZeroMemory(&msg, sizeof(msg));

        while(msg.message != WM_QUIT)
        {
            if(PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
            {
                TranslateMessage(&msg);
                DispatchMessage(&msg);
            }

            render();
            Sleep(10);
        }
    }

    cleanup();
    UnregisterClass(CLASS_NAME, wc.hInstance);

    return 0;
}

posted on 2008-05-07 09:05 lovedday 閱讀(2930) 評論(1) 編輯收藏引用

# re: 紋理映射基礎(chǔ)（4） 2009-12-22 12:58 dujid

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# re: 紋理映射基礎(chǔ)（4） 2009-12-22 12:58 dujid

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