DX11游戏编程入门指南：C++实战教程

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"《DX11游戏编程入门（中文版）》是一本由经验丰富的游戏开发者Allen Sherrod和Wendy Jones合著的教材，旨在为初学者提供Windows Direct3D 11（DX11）的游戏编程基础。该书基于C++语言，适合对游戏开发有兴趣，特别是想进入图形渲染领域的读者。首先，章节一介绍了DirectX的历史演变，从早期版本如DirectX 9到后来的DX10和DX11，以及它们与OpenGL 4.0之间的比较。书中强调了DX11在图形性能、兼容性和效率方面的提升，解释了为什么在游戏开发中选择DirectX的原因。此外，讲解了DirectX的主要组成部分，包括过时的DirectX组件和Direct3D 11的新特性，如它的不同阶段和设计理念。 Direct3D 11的章节深入剖析了关键组件，如创建设备、缓存交换链、渲染目标视图和视口，以及如何进行场景的清除和显示。书中的示例程序展示了如何利用DX11创建一个空白的D3D窗口，包括基本的框架设计和错误处理策略。第二章开始实际编程，指导读者如何编写第一个DirectX程序，包括创建工程、添加窗口处理、初始化Direct3D、设置驱动类型和特征级别，以及创建和管理渲染流程。在这里，学习者将掌握如何设置渲染格式和清理内存，同时理解如何构建一个循环更新的空窗口演示程序。第三章聚焦于2D编程，尽管标题表明是3D，但DX11同样支持2D图形，这章可能涵盖了基本的2D渲染技术，如纹理映射和图形变换。习题贯穿全书，帮助读者巩固所学知识并实践操作。通过这本书，读者不仅能了解DirectX11的核心概念，还能掌握必要的编程技巧，为在现代游戏开发中使用Direct3D 11打下坚实的基础。无论是对于希望从事游戏开发的新手，还是有一定经验但寻求更深入了解DX11的开发者，这都是一本宝贵的资源。两位作者丰富的行业背景和教学经验使得本书内容既实用又易于理解。"

2.下列哪一个不是 DirectX 11 的特性？

A.固定函数渲染管线 B.GPU 多线程

C.提供的 HDR 贴图压缩 D.以上都不是

3.下列哪个 DirectX 版本能够用于 Xbox360 平台？

A.DirectX 10 修改版 B.DirectX 11 修改版

C.DirectX 9 修改版 D.DirectX 8 修改版

4.DirectCompute 组件是在下列哪个 DirectX 版本中介绍的？

A.DirectX 11 B.DirectX 10

C.DirectX 9 D.在 Xbox360 平台上的 DirectX

5.DirectX 11 所介绍的着色器模型是？

A.着色器模型 4.0 B.着色器模型 4.1

C.着色器模型 5.0 D.以上都不是

6.下列哪个阶段出现在像素着色阶段之后？

A.几何着色 GS 阶段 B.输出联合阶段

C.外壳和域着色阶段(用于细分曲面技术) D.顶点着色阶段

7.DirectX 控制面板是什么？

A.DirectX SDK 中没有控制面板 B.用于 DirectX 的安装和卸载

C.是 Win7 的控制面板的扩展 D.用于检查组件性质。

8.游戏定义文件被用于何种目的？

A.编辑游戏的资源，如图片和模型

B.创建游戏的帮助手册

C.创建游戏的安装包

D.创建游戏管理器的本地化文件

9.PIX 在 DirectX SDK 中是哪一类型的工具？

A.用于性能分析 B.用于贴图浏览

C.用于贴图转换 D.以上都不是

10.在 Direct3D 11 中我们讨论了几个阶段？

A.12 个 B.7 个 C.9 个 D.11 个

11.几何着色器 GS 阶段是否被用于 Tessellation 技术？(true or false)

A.True B.False

12.几何着色器阶段发生在 VS 之前和 PS 之后。

A.True B.False

13.DirectX 11 要求 Vista 或者更高的操作系统。

A.True B.False

14.Xbox360 平台使用 DirectX10 的后续版本。

A.True B.False

15.Compute shaders 是一种新的着色器类型在 DirectX 中，用于通用计算。

A.True B.False

代码清单 2.1 中能看出我们使用 wWinMain 代替 WinMain。这两个主函数的不同在于 wWinMain 的第三个参数

cmdLine 使用 Unicode 编码，而另一个使用 ANSI 编码将会转换 Unicode 为 ANSI。因此将导致 Unicode 字符串中的字

符丢失，而使用 wWinMain 则允许我们正确处理传入应用程序的 Unicode 参数。

(w)WinMain 函数有四个参数，其定义如下：

HINSTANCE hInstance：应用程序当前实例的句柄(译者注：了解 Win32 的基本知识最好是看 Windows 程序

设计第五版)。

HINSTANCE prevInstance：应用程序的前一个实例的句柄。根据 MSDN 的文档现在此参数将一直是 NULL。

虽然此参数一直是 NULL，如果你想要确定该应用程序是否已经有实例在运行，文档推荐使用 CreateMutex

函数来创建唯一名字的 mutex(互斥体)。当已经有实例运行时，再次创建 mutex，CreateMutex 函数将会返

回 ERROR_ALREADY_EXISTS。

LPSTR cmdLine (或使用 Unicode 编码的 LPWSTR)：应用程序的命令行由程序外部输入。允许你传递命令给程

序，例如通过 cmd 命令终端，或者是通过快捷方式提供命令参数，等等。

int cmdShow：窗口被显示为哪个模式的 ID 号(译者注：例如最小化，正常，最大化等)。

窗口初始化

尽管上述程序能够编译运行，可是由于没有创建窗口，运行时什么也没显示。So，下一个步骤就是创建 Win32

窗口。首先要注册一个窗口类并且创建窗口本身。应用程序必须在系统中注册它的窗口，程序清单 2.2。

清单 2.2：窗口类的注册和窗口的创建(Blank Win32 窗体步骤 2)

#include <Windows.h>

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR cmdLine, int nShow)

{

UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);

UNREFERENCED_PARAMETER(cmdLine);

WNDCLASSEX wndClass = {0};

wndClass.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);

wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;

wndClass.lpfnWndProc = WndProc;

wndClass.hInstance = hInstance;

wndClass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

wndClass.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1);

wndClass.lpszMenuName = NULL;

wndClass.lpszClassName = "DX11BookWindowClass";

if(!RegisterClass(&wndClass))

return -1;

RECT rc = {0, 0, 640, 480};

AdjustWindowRect(&rc, WS_OVERLAPPEDWINDOW, false);

HWND hwnd = CreateWindow("Dx11BookWindowClass", "Blank Win32 Window",

WS_OVERLAPPEDWINDOW, 0, 0, rc.right - rc.left, rc.bottom - rc.top,

NULL, NULL, hInstance, NULL);

if(!hwnd) return -1;

ShowWindow(hwnd, nShow);

return 0;

}

Win32 宏 UNREFERENCED_PARAMETER 用于消除编译时未被函数使用的参数所产生的警告。虽然这一技巧不是

必须的，但是却是一个很好的编程习惯——要求编译源码时产生 0 警告。这个宏没有做任何事情，VStudio 的编译

器会优化它。

随后处理窗口类中未被用到的参数。窗口类由 WNDCLASSEX 所定义，包含 Win32 窗口的各种属性，比如窗口的

图标，菜单，该窗口所属的应用程序句柄，鼠标外观，等。能够在 Winuers.h 中找到该结构，当然该头文件已经被

包含在 windows.h 中，WNDCLASSEX 的定义如下：

typedef struct tagWNDCLASSEXA {

UINT cbSize;

/* Win 3.x */

UINT style;

WNDPROC lpfnWndProc;

int cbClsExtra;

int cbWndExtra;

HINSTANCE hInstance;

HICON hIcon;

HCURSOR hCursor;

HBRUSH hbrBackground;

LPCSTR lpszMenuName;

LPCSTR lpszClassName;

/* Win 4.0 */

HICON hIconSm;

} WNDCLASSEXA, *PWNDCLASSEXA, NEAR *NPWNDCLASSEXA, FAR *LPWNDCLASSEXA;

该结构的成员定义如下：

cbSize：该结构所占的字节数

style：用于定义窗口的外观

lpfnWndProc：著名的窗口回调函数(窗口过程)，任何来自于操作系统的事件通知都将调用此函数。这里我

们设置的 WndProc 函数将稍后介绍。它其实是一个函数指针。

cbClsExtra：分配给该窗口结构额外的字节数。

cbWndExtra：分配给该窗口实例额外的字节数。

hInstance：该窗口类的包含窗口过程的程序实例句柄。

hIcon：程序显示的图标的资源 ID 号。如果为 NULL，则使用默认图标(例如，微软 Word 软件的文档左上角

的 W 图标)。

hCursor：鼠标形状的资源 ID 号。本书中我们使用标准的箭头鼠标(游标)形状。

hbrBackground：用于绘制窗口背景的背景画刷句柄。

lpszMenuName：菜单，以 null 结束的字符串的资源名字。

lpszClassName：以 null 结束的你所创建的窗口类名，最大长度是 256 字符。

hIconSm：窗口小图标句柄(例如在任务栏上的程序图标)。

窗口结构的大部分成员由 Win32 编程处理，这些知识不在本书范围之内(译者注：建议看看《windows 程序设计

第五版》)，例如创建菜单(我们不太可能在游戏中创建 Win32 菜单)。那些大部分成员我们都简单的设为 0 即可。

创建 WNDCLASSEX 结构后，我们调用函数 RegisterClassEx()来注册窗口类，该函数以创建好的窗口类结构地址做

为参数来完成注册。如果返回值是 0，则表示注册失败，因此需要仔细查看窗口类的各个属性值，保证它们都有效，

我们假定这不会出现大的问题。

其下一步就是完成创建实际的窗口。首先调用 AdjustWindowRect 来计算我们所希望的窗口尺寸。窗体类型决定

了我们需要的窗口的真正的尺寸。观察大部分的 Win32 窗口程序，都有一个非客户区的空间，例如标题栏，程序的

边框等等。如果要确定窗体的具体尺寸，必须注意客户区和非客户区。

AdjustWindowRect 函数首先采用一个矩形(lpRect)来定义窗口区域的尺寸。左上角是窗口的起点，右下方向代表

宽高。此函数也使用窗口将被创建的风格标记，并且最后 bool 标记表明窗口是否有菜单，此标记影响非客户区。该

函数就是使用上述的三个参数计算出整个窗口的尺寸。

接下来调用 Win32 函数 CreateWindow 来创建窗口。在清单 2.2 中我们调用的是 CreateWindowA，该函数接受

ANSI 字符串，而 CreateWindowW 则接受 Unicode 字符串。如果使用后一个版本，需要在字符串前添加 L 标识表明

该字符串是 Unicode 编码(译者注：L”hello, 你好！”就是 Unicode 字符串)。

函数 CreateWindowA 的参数定义如下：

lpClassName：窗口类名字(使用与窗口类结构相同的名字)。

lpWindowName：窗口标题栏名称。

dwStyle：窗口风格标识。

X：窗口的水平位置。

Y：窗口的垂直位置。

nWidth：窗口的宽度

nHeight：窗口的高度

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