首页 > 其他分享 >d3d12龙书阅读----绘制几何体(上) 课后习题

d3d12龙书阅读----绘制几何体(上) 课后习题

时间:2024-05-19 17:51:21浏览次数:28  
标签:box pyramid 1.0 Vertex 几何体 mBoxGeo UINT 课后 习题

d3d12龙书阅读----绘制几何体(上) 课后习题

练习1 完成相应的顶点结构体的输入-布局对象

img


typedef struct D3D12_INPUT_ELEMENT_DESC
    {
    一个特定字符串
    将顶点结构体数组里面的顶点映射到顶点着色器的输入签名
    LPCSTR SemanticName;
    语义索引 如果语义名相同的话 使用索引进行区分
    UINT SemanticIndex;
    顶点元素的格式 与顶点结构体元素的大小相对应
    DXGI_FORMAT Format;
    输入槽索引
    UINT InputSlot;
    代表着顶点结构体各元素的偏移量
    UINT AlignedByteOffset;
    D3D12_INPUT_CLASSIFICATION InputSlotClass;
    UINT InstanceDataStepRate;
    } 	D3D12_INPUT_ELEMENT_DESC;

而对于上图中的顶点结构体 顶点输入布局描述如下:

inputLayoutDesc =
{
    { "POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,    0, 0,  D3D12_INPUT_CLASSIFICATION_PER_VERTEX_DATA, 0 },
    { "TANGENT",  0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,    0, 12, D3D12_INPUT_CLASSIFICATION_PER_VERTEX_DATA, 0 },
    { "NORMAL",   0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,    0, 24, D3D12_INPUT_CLASSIFICATION_PER_VERTEX_DATA, 0 },
    { "TEXCOORD", 0, DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT,       0, 36, D3D12_INPUT_CLASSIFICATION_PER_VERTEX_DATA, 0 },
    { "TEXCOORD", 1, DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT,       0, 44, D3D12_INPUT_CLASSIFICATION_PER_VERTEX_DATA, 0 },
    { "COLOR",    0, DXGI_FORMAT_R32G32B32A32_FLOAT, 0, 52, D3D12_INPUT_CLASSIFICATION_PER_VERTEX_DATA, 0 }
};

练习2 使用多个输入槽

主要分为两步 第一步不详细贴代码了 主要是对辅助几何结构体进行更改 将vertex拆分成位置与颜色:

struct MeshGeometry
{
	std::string Name;
	Microsoft::WRL::ComPtr<ID3DBlob> PositionBufferCPU = nullptr;
    Microsoft::WRL::ComPtr<ID3DBlob> ColorBufferCPU = nullptr;
	Microsoft::WRL::ComPtr<ID3DBlob> IndexBufferCPU  = nullptr;

    Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Resource> PositionBufferGPU = nullptr;
	Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Resource> ColorBufferGPU = nullptr;
	Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Resource> IndexBufferGPU = nullptr;

	Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Resource> PositionBufferUploader = nullptr;
    Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Resource> ColorBufferUploader = nullptr;
	Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Resource> IndexBufferUploader = nullptr;

	UINT VertexPosByteStride = 0;
	UINT VertexPosBufferByteSize = 0;
    UINT VertexColorByteStride = 0;
    UINT VertexColorBufferByteSize = 0;
	DXGI_FORMAT IndexFormat = DXGI_FORMAT_R16_UINT;
	UINT IndexBufferByteSize = 0;

	std::unordered_map<std::string, SubmeshGeometry> DrawArgs;

    D3D12_VERTEX_BUFFER_VIEW PositionBufferView()const
    {
        D3D12_VERTEX_BUFFER_VIEW pbv;
        pbv.BufferLocation = PositionBufferGPU->GetGPUVirtualAddress();
        pbv.StrideInBytes = VertexPosByteStride;
        pbv.SizeInBytes = VertexPosBufferByteSize;

        return pbv;
    }

    D3D12_VERTEX_BUFFER_VIEW ColorBufferView()const
    {
        D3D12_VERTEX_BUFFER_VIEW cbv;
        cbv.BufferLocation = ColorBufferGPU->GetGPUVirtualAddress();
        cbv.StrideInBytes = VertexColorByteStride;
        cbv.SizeInBytes = VertexColorBufferByteSize;

        return cbv;
    }

	D3D12_INDEX_BUFFER_VIEW IndexBufferView()const
	{
		D3D12_INDEX_BUFFER_VIEW ibv;
		ibv.BufferLocation = IndexBufferGPU->GetGPUVirtualAddress();
		ibv.Format = IndexFormat;
		ibv.SizeInBytes = IndexBufferByteSize;

		return ibv;
	}

	void DisposeUploaders()
	{
        PositionBufferUploader = nullptr;
        ColorBufferUploader = nullptr;
		IndexBufferUploader = nullptr;
	}
};

第二步在draw函数中使用不同的输入槽进行绘制:

mCommandList->IASetVertexBuffers(0, 1, &mBoxGeo->PositionBufferView());

mCommandList->IASetVertexBuffers(1, 1, &mBoxGeo->ColorBufferView());

练习3 使用不同的图元拓扑 练习8 使用线框模式 练习9 背面与正面剔除

这里启用线框模式可以帮助我们更好的观察
img
只需要在buildPSo函数中对光栅器状态进行修改即可
背面与正面剔除的设置也在这里修改

使用不同的图元拓扑在:

 mCommandList->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST)

修改即可

练习4 绘制金字塔

定义顶点数组 与 索引数组
这里要特别注意索引顺序 看不见的面使用逆时针
看见的面使用顺时针

std::array<Vertex, 5> pyramid_vertices =
{
    Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
    Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, 1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
    Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, 0.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
    Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, 0.0f, 1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
    Vertex({ XMFLOAT3(0.0f, 2.0f, 0.0f), XMFLOAT4(Colors::Red) })
};

std::array<std::uint16_t, 18> pyramid_indices =
{
    // 底面 逆时针
    0, 2, 1,
    1, 2, 3,

    // 侧面 顺时针
    1, 4, 0,
    0, 4, 2,
    2, 4, 3,
    // 背面 逆时针
    1, 3, 4
};

练习6 设置常量gTime

img

修改如下:

struct ObjectConstants
{
    XMFLOAT4X4 WorldViewProj = MathHelper::Identity4x4();
    float gTime = 0.0f;
};

然后在update函数进行相应修改:

ObjectConstants objConstants;
XMStoreFloat4x4(&objConstants.WorldViewProj, XMMatrixTranspose(worldViewProj));
objConstants.gTime = gt.TotalTime();
mObjectCB->CopyData(0, objConstants);

练习7 将金字塔与立方体合并到一个大的顶点缓冲区与索引缓冲区 同时使用不同的世界矩阵使得两者互不相交

本题的方法可以在完成第七章的学习之后再来看

我们可以先从初始化开始:

 BuildDescriptorHeaps();
BuildConstantBuffers();
 BuildRootSignature();
 BuildShadersAndInputLayout();
 BuildBoxGeometry();
 BuildPSO();

第一步 构建常量缓冲区描述符堆(因为我们这里根签名还是采用描述符表的形式 所以需要构建描述符堆来存储 cbv描述符)
因为之前只绘制一个物体 而这里要绘制两个物体 每个物体都需要一个常量数据对应的描述子:

 D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC cbvHeapDesc;
 cbvHeapDesc.NumDescriptors = 2;//修改为2  这里就不再改为更通用的表示 第七章示例代码已经做出了示范
 cbvHeapDesc.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_CBV_SRV_UAV;
 cbvHeapDesc.Flags = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_SHADER_VISIBLE;
	cbvHeapDesc.NodeMask = 0;
 ThrowIfFailed(md3dDevice->CreateDescriptorHeap(&cbvHeapDesc,
     IID_PPV_ARGS(&mCbvHeap)));

第二步 构建常量缓冲区视图

void BoxApp::BuildConstantBuffers()
{
	mObjectCB = std::make_unique<UploadBuffer<ObjectConstants>>(md3dDevice.Get(), 2, true);

	UINT objCBByteSize = d3dUtil::CalcConstantBufferByteSize(sizeof(ObjectConstants));
    D3D12_GPU_VIRTUAL_ADDRESS cbAddress = mObjectCB->Resource()->GetGPUVirtualAddress();
    for (UINT i = 0; i < 2; ++i)
    {
        // 偏移到第i个物体常量数据
        cbAddress += i * objCBByteSize;

        // 偏移到对应的描述符堆的第i个cbv
        int heapIndex = i;
        auto handle = CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE(mCbvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart());
        handle.Offset(heapIndex, mCbvSrvUavDescriptorSize);

        D3D12_CONSTANT_BUFFER_VIEW_DESC cbvDesc;
        cbvDesc.BufferLocation = cbAddress;
        cbvDesc.SizeInBytes = objCBByteSize;

        md3dDevice->CreateConstantBufferView(&cbvDesc, handle);
    }
}

第三步 构建根签名 不变 要记住我们还是只使用了一个常量缓冲区来存储不同物体的常量数据 对应着色器的b0 而在第七章这里发生变化 因为使用了两个常量缓冲区 一个物体一个过程 对应着色器的b0 b1

第四步 着色器设置 与顶点输入布局描述设置 不变

第五步 构建box几何体 要变 需要设置两个物体的顶点 与 索引缓冲区 并且合并

void BoxApp::BuildBoxGeometry()
{
    std::array<Vertex, 8> box_vertices =
    {
        Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::White) }),
		Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, +1.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::Black) }),
		Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, +1.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::Red) }),
		Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, -1.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
		Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, -1.0f, +1.0f), XMFLOAT4(Colors::Blue) }),
		Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, +1.0f, +1.0f), XMFLOAT4(Colors::Yellow) }),
		Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, +1.0f, +1.0f), XMFLOAT4(Colors::Cyan) }),
		Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, -1.0f, +1.0f), XMFLOAT4(Colors::Magenta) })
    };

	std::array<std::uint16_t, 36> box_indices =
	{
		// front face
		0, 1, 2,
		0, 2, 3,

		// back face
		4, 6, 5,
		4, 7, 6,

		// left face
		4, 5, 1,
		4, 1, 0,

		// right face
		3, 2, 6,
		3, 6, 7,

		// top face
		1, 5, 6,
		1, 6, 2,

		// bottom face
		4, 0, 3,
		4, 3, 7
	};
    std::array<Vertex, 5> pyramid_vertices =
    {
        Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
        Vertex({ XMFLOAT3(-1.0f, 0.0f, 1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
        Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, 0.0f, -1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
        Vertex({ XMFLOAT3(+1.0f, 0.0f, 1.0f), XMFLOAT4(Colors::Green) }),
        Vertex({ XMFLOAT3(0.0f, 2.0f, 0.0f), XMFLOAT4(Colors::Red) })
    };

    std::array<std::uint16_t, 18> pyramid_indices =
    {
        // 底面 逆时针
        0, 2, 1,
        1, 2, 3,

        // 侧面 顺时针
        1, 4, 0,
        0, 4, 2,
        2, 4, 3,
        // 背面 逆时针
        1, 3, 4
    };

    UINT boxVertexOffset = 0;
    UINT pyramidVertexOffset = (UINT)box_vertices.size();
    
    UINT boxIndexOffset = 0;
    UINT pyramidIndexOffset = (UINT)box_indices.size();

    SubmeshGeometry boxSubmesh;
    boxSubmesh.IndexCount = (UINT)box_indices.size();
    boxSubmesh.StartIndexLocation = boxIndexOffset;
    boxSubmesh.BaseVertexLocation = boxVertexOffset;

    SubmeshGeometry pyramidSubmesh;
    pyramidSubmesh.IndexCount = (UINT)pyramid_indices.size();
    pyramidSubmesh.StartIndexLocation = pyramidIndexOffset;
    pyramidSubmesh.BaseVertexLocation = pyramidVertexOffset;

    auto totalVertexCount =
        box_vertices.size() +
        pyramid_indices.size();

    std::vector<Vertex> vertices(totalVertexCount);

    UINT k = 0;
    for (size_t i = 0; i < box_vertices.size(); ++i, ++k)
    {
        vertices[k].Pos = box_vertices[i].Pos;
        vertices[k].Color = box_vertices[i].Color;
    }

    for (size_t i = 0; i < pyramid_vertices.size(); ++i, ++k)
    {
        vertices[k].Pos = pyramid_vertices[i].Pos;
        vertices[k].Color = pyramid_vertices[i].Color;
    }

    std::vector<std::uint16_t> indices;
    indices.insert(indices.end(), std::begin(box_indices), std::end(box_indices));
    indices.insert(indices.end(), std::begin(pyramid_indices), std::end(pyramid_indices));

    const UINT vbByteSize = (UINT)vertices.size() * sizeof(Vertex);
    const UINT ibByteSize = (UINT)indices.size() * sizeof(std::uint16_t);

    mBoxGeo = std::make_unique<MeshGeometry>();
    mBoxGeo->Name = "boxGeo";

    ThrowIfFailed(D3DCreateBlob(vbByteSize, &mBoxGeo->VertexBufferCPU));
    CopyMemory(mBoxGeo->VertexBufferCPU->GetBufferPointer(), vertices.data(), vbByteSize);

    ThrowIfFailed(D3DCreateBlob(ibByteSize, &mBoxGeo->IndexBufferCPU));
    CopyMemory(mBoxGeo->IndexBufferCPU->GetBufferPointer(), indices.data(), ibByteSize);

    mBoxGeo->VertexBufferGPU = d3dUtil::CreateDefaultBuffer(md3dDevice.Get(),
        mCommandList.Get(), vertices.data(), vbByteSize, mBoxGeo->VertexBufferUploader);

    mBoxGeo->IndexBufferGPU = d3dUtil::CreateDefaultBuffer(md3dDevice.Get(),
        mCommandList.Get(), indices.data(), ibByteSize, mBoxGeo->IndexBufferUploader);

    mBoxGeo->VertexByteStride = sizeof(Vertex);
    mBoxGeo->VertexBufferByteSize = vbByteSize;
    mBoxGeo->IndexFormat = DXGI_FORMAT_R16_UINT;
    mBoxGeo->IndexBufferByteSize = ibByteSize;

    mBoxGeo->DrawArgs["box"] = boxSubmesh;
    mBoxGeo->DrawArgs["pyramid"] = pyramidSubmesh;
	
}

第六步 构建渲染流水线状态 不变

最后我们需要在绘制阶段 根据金字塔与正方体的不同顶点与索引起点绘制:

mCommandList->IASetVertexBuffers(0, 1, &mBoxGeo->VertexBufferView());
mCommandList->IASetIndexBuffer(&mBoxGeo->IndexBufferView());
mCommandList->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);

UINT cbvIndex = 0;
auto cbvHandle = CD3DX12_GPU_DESCRIPTOR_HANDLE(mCbvHeap->GetGPUDescriptorHandleForHeapStart());
cbvHandle.Offset(cbvIndex, mCbvSrvUavDescriptorSize);
mCommandList->SetGraphicsRootDescriptorTable(0, cbvHandle);
mCommandList->DrawIndexedInstanced(mBoxGeo->DrawArgs["box"].IndexCount, 1, mBoxGeo->DrawArgs["box"].StartIndexLocation, mBoxGeo->DrawArgs["box"].BaseVertexLocation, 0);

cbvIndex++;
cbvHandle.Offset(cbvIndex, mCbvSrvUavDescriptorSize);
mCommandList->SetGraphicsRootDescriptorTable(0, cbvHandle);
mCommandList->DrawIndexedInstanced(mBoxGeo->DrawArgs["pyramid"].IndexCount, 1, mBoxGeo->DrawArgs["pyramid"].StartIndexLocation, mBoxGeo->DrawArgs["pyramid"].BaseVertexLocation, 0);

同时为了将金字塔与立方体分开 还需要对它们的世界矩阵进行一些调整,在update函数中修改:

XMMATRIX world_box = XMLoadFloat4x4(&mWorld_box);
XMMATRIX proj = XMLoadFloat4x4(&mProj);
XMMATRIX boxworldViewProj = world_box*view*proj;
XMMATRIX world_pyramid = XMLoadFloat4x4(&mWorld_pyramid);
world_pyramid = XMMatrixTranslation(-3.0f, 0.0f, -1.0f);
XMMATRIX pyramidworldViewProj = world_pyramid * view * proj;

ObjectConstants objConstants_box;
XMStoreFloat4x4(&objConstants_box.WorldViewProj, XMMatrixTranspose(boxworldViewProj));
mObjectCB->CopyData(0, objConstants_box);

ObjectConstants objConstants_pyramid;
XMStoreFloat4x4(&objConstants_pyramid.WorldViewProj, XMMatrixTranspose(pyramidworldViewProj));
mObjectCB->CopyData(1, objConstants_pyramid);

最终结果:
img

练习5 练习11

img

三角形内的像素通过 三个顶点的属性插值得到

img
这两种都是能正常工作的

第一种虽然color 与 pos排列的顺序变了
但是它们与顶点结构体元素的偏移还是对应的

第二种 顶点着色器 与 顶点结构体的对应是通过语义来间接对应的 所以交换顺序也不会影响

练习12 调整视口 练习13 裁剪测试

视口修改:

mScreenViewport.TopLeftX = 0;
mScreenViewport.TopLeftY = 0;
mScreenViewport.Width    = static_cast<float>(mClientWidth);
mScreenViewport.Height   = static_cast<float>(mClientHeight);
mScreenViewport.MinDepth = 0.0f;
mScreenViewport.MaxDepth = 1.0f;

裁剪修改:

mScissorRect = { 0, 0, mClientWidth, mClientHeight };

练习10 14 15 16 略

标签:box,pyramid,1.0,Vertex,几何体,mBoxGeo,UINT,课后,习题
From: https://www.cnblogs.com/dyccyber/p/18200544

相关文章

  • 挑战程序设计竞赛 2.1章习题 poj 3046 Ant Counting
    https://vjudge.net.cn/problem/POJ-3046#author=GPT_zh有一天,贝西在蚂蚁山里探头探脑,看着蚂蚁们来来回回地觅食。她发现很多蚂蚁都是兄弟姐妹,彼此无法区分。她还发现,有时只有一只蚂蚁去觅食,有时几只,有时全部。这就产生了大量不同组合的蚂蚁!有点数学天赋的贝茜开始琢磨起来......
  • 挑战程序设计竞赛 2.2章习题 POJ - 3617 Best Cow Line 贪心
    FJ正准备带着他的N头奶牛(1≤N≤2,000)参加一年一度的“年度最佳农民”比赛。在这个比赛中,每个农民都会将他的奶牛排成一行,然后引导它们经过评委。今年比赛的组织者采用了一种新的注册方案:只需按照它们出现的顺序注册每头奶牛的首字母(即如果FJ带着Bessie、Sylvia和Dora依次出......
  • shell脚本习题
    目录1.计算1到100所有整数的和2.提示用户输入一个小于100的整数,并计算从1到该数之间所有整数的和3.求从1到100所有整数的偶数和、奇数和4.用户名存放在users.txt文件中,每行一个,判断文件里的用户是否存在,若该用户存在,输出提示该用户已存在;用户存在但没设密吗,则提示用户并让用户设置......
  • LCD屏显示图片习题【一】
    目录LCD屏显示图片习题题目解析代码完整展示LCD屏显示图片习题题目解析​ 该题的显著要求有两个,一是任意位置,二是任意大小。为满足这两个要求得先读取并记录bmp数据,且bmp文件属于普通文件,所以选择标准IO函数fopen()打开bmp,并用结构体变量进行记录;然后为了提升用户使用体验,即b......
  • Python-有序字典OrderedDict练习题
    问题:读取键盘输入结果,创建n个键值对,将其排序后放入有序字典并输出。详细描述:根据提示,实现函数功能:读取n(n>0)行输入,以每一行的数据为key,行号(从0开始)为value,建立n对键值对,然后将他们按照key排序后,放入一个有序字典,最后输出这个有序字典。importcollectionsdefFunc():pairs......
  • python 基础习题 for循环
    1.用for循环打印出从1到10的所有整数,输出如下:12345678910  2.  声明如下变量:aString='Python'..........#请补齐以上省略号处的for循环语句,使得输出结果是:当前字母:P当前字母:y当前字母:t当前字母:h当前字母:o当前字母:n 最好用两种方法,一个使用不......
  • 标准IO练习题
    目录标准IO练习题题目:分析:代码展示结果展示总结知识扩展time()函数localtime()函数标准IO练习题题目:设计程序,获取当前系统时间,把时间转换为特定格式”yy年mm月dd日星期xtt:mm:ss”,并每隔1s写入到本地磁盘中一个叫做log.txt的文本中,如果文本不存在则创建。分析:本题目需要利......
  • AoPS 课后习题
    题目来源:AoPSVol2Chapter15CombinatoricsNo.248Forfixed\(n\),maximizethequantity\(\binom{2n+k}n\binom{2n-k}n\)。SolutionTODO:证明待补\(k=0\)时,原式取到最小值\(\boxed{\binom{2n}{n}^2}\)。Chapter16SequencesandSeriesNo.263Evaluate......
  • 文件IO练习题1
    利用标准IO函数接口实现文件拷贝,把本地磁盘的文件A中的数据完整的拷贝到另一个文本B中,如果文本B不存在则创建,要求文本A的名称和文本B的名称通过命令行传递,并进行验证是否正确。/***************************************************filename:Pro_StuInfo.c*author......
  • python实战练习题二
    """第一题:求解回文字符串回文是一个正读和反读都一样的字符串。例如:abcba12321是回文字符串hello123456不是回文字符串"""s=input("请输入字符串:")s2=s[::-1]#字符串逆序ifs==s2:print("{}是回文字符串!".format(s))else:pr......