入门射击游戏开发：Direct3D渲染系统详解

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本章节深入探讨了射击游戏开发的基础知识，以Direct3D为例，介绍了一个基础的游戏项目构建过程。首先，我们从游戏引擎的渲染系统开始，特别是如何使用Direct3D进行图形元素的初始化、关闭和渲染。游戏项目1是一个实战演示，其源代码可以在配套光盘的CHAPTER2文件夹中找到，对于学习者来说是一个很好的实践机会。开发步骤主要包括在Visual Studio.NET 2003中创建两个项目：一个是游戏项目（GameProject1），用于实际的游戏开发；另一个是游戏引擎项目（StrandedEngine），用于编译静态库。开发者需要按照以下步骤操作： 1. 启动Visual Studio.NET并创建新项目。 2. 创建GameProject1项目，设置其配置类型为游戏应用。 3. 添加StrandedEngine项目，将其配置为静态库项目。 4. 在StrandedEngine项目中，为关键头文件（如engine.h、D3DRenderer.h、RenderInterface.h等）创建空文件，并将它们添加到项目中。 5. 游戏的核心代码——main.cpp和main.h，用于构建实际游戏Stranded，随着项目发展会逐步增加功能。 6. D3DRenderer.cpp和D3DRenderer.h负责Direct3D渲染系统的实现，包括设置和关闭Direct3D。 7. RenderInterface.h是一个基类，用于派生不同类型的渲染系统，例如OpenGL。engine.h和defines.h则包含了游戏引擎所需的定义和常量。这个过程强调了项目结构的清晰划分和基础组件的重要性，以及在实践中运用所学知识的能力。对于想要进入游戏开发领域的人员，这是一段宝贵的学习材料，不仅有助于理解游戏引擎的工作原理，还能提升编程技能。同时，鼓励读者尝试自己编写代码，通过实践来深化对理论知识的理解。

if(staticId >= m_numStaticBuffers)

return UGP_FAIL;

if(m_activeStaticBuffer!=staticId) {

if(m_staticBufferList[staticId].ibPtr != NULL)

// 设置索引缓存 m_Device-

>SetIndices(m_staticBufferList[staticId].ibPtr)

; // 设置顶点数据流的输入源 m_Device-

>SetStreamSource(0,

m_staticBufferList[staticId].vbPtr , 0,

m_staticBufferList[staticId].stride);

// 设置顶点格式 m_Device-

>SetFVF(m_staticBufferList[staticId].fvf);

//m_activeStaticBuffer 得当前的静态缓存 ID

m_activeStaticBuffer = staticId; }

if(m_staticBufferList[staticId].ibPtr != NULL)

{switch(m_staticBufferList[staticId].primType

) { case POINT_LIST:

if(FAILED(m_Device-

>DrawPrimitive(D3DPT_POINTLIST, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts)))

return UGP_FAIL; break; case

TRIANGLE_LIST:

if(FAILED(m_Device-

>DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLE

LIST, 0, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts / 3, 0,

m_staticBufferList[staticId].numIndices)))

returnUGP_FAIL; break;

case TRIANGLE_STRIP:

if(FAILED(m_Device-

>DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLE

STRIP, 0, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts / 2, 0,

m_staticBufferList[staticId].numIndices)))

return UGP_FAIL; break;

case TRIANGLE_FAN:

if(FAILED(m_Device-

>DrawIndexedPrimitive(D3DPT_TRIANGLE

FAN, 0, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts / 2, 0,

m_staticBufferList[staticId].numIndices)))

return UGP_FAIL; break;

case LINE_LIST:

if(FAILED(m_Device-

>DrawIndexedPrimitive(D3DPT_LINELIST,

0, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts / 2, 0,

m_staticBufferList[staticId].numIndices)))

return UGP_FAIL; break;

case LINE_STRIP:

if(FAILED(m_Device-

>DrawIndexedPrimitive(D3DPT_LINESTRIP

, 0, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts, 0,

m_staticBufferList[staticId].numIndices)))

return UGP_FAIL; break;

default:

return UGP_FAIL; } }

else {

switch(m_staticBufferList[staticId].prim

Type) { case POINT_LIST:

if(FAILED(m_Device-

>DrawPrimitive(D3DPT_POINTLIST,0,2))))

m_staticBufferList[staticId].numVerts)))

return UGP_FAIL; break;

case TRIANGLE_LIST:

if(FAILED(m_Device-

>DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST,0,

(int)(m_staticBufferList[staticId].numVerts/

3))))]

return UGP_FAIL; break;

case TRIANGLE_STRIP:

if(FAILED(m_Device-

>DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP,

(int)(m_staticBufferList[staticId].numVerts /

2))))

return UGP_FAIL; break;

case TRIANGLE_FAN:

if(FAILED(m_Device-

>DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLEFAN,0,

(int)(m_staticBufferList[staticId].numVerts /

return UGP_FAIL; break;

case LINE_LIST:

if(FAILED(m_Device-

>DrawPrimitive(D3DPT_LINELIST, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts / 2))

return UGP_FAIL; break;

case LINE_STRIP:

if(FAILED(m_Device-

>DrawPrimitive(D3DPT_LINESTRIP, 0,

m_staticBufferList[staticId].numVerts)))

return UGP_FAIL; break;

default:

return UGP_FAIL; }}

return UGP_OK; }

这样由此可以得到第一个游戏项目。此时，读者可以编译并运行该游戏项目。由于尚未

添加具体的游戏代码，因此读者只能看到一个黑屏。这种情况将在第 5 章得到改观。图 2.5

显示了窗口模式下游戏项目的屏幕截图。在本书附带光盘的 CHAPTER2 文件夹中包含了第

一个游戏项目的全部代码。

【整理者】

 我用的是 VS2008 ，在第一次编译源码项目时，产生了许多错误，后来将

“StrandedEngine”项目的属性中设为了静态库，并且将主项目“GameProject1”属性中一些设

置做了更改（具体设置请对照源码项目里的设置，主要集中在 C/C++和链接器中），才完

美编译。

3.4 游戏项目第 2 部分：增加对硬件光照的支持

///////下面介绍另一个游戏项目。和以后即将遇到的游戏项目相比较而言，该游戏项目相对

较小。在该游戏项目中，为渲染系统添加了实现硬件光照的功能。实际上只有到第 10 章和

第 12 章的时候，才真正地渲染物体，这两重中不仅仅涉及了渲染，还会涉及模型加载等内

容。

该游戏项目一开始先创建名为 light.h、material.h 的两个文件。light.h 头文件用于创建灯源

结构，该结构用于创建 Direct3D 中的灯源对象。以某种方式实现该结构，这样也可将其用

于 OpenGL 或其他渲染系统。程序清单 3.14 给出了 light.h 头文件的全部源代码。如声明所

示，光源结构模仿了 Direct3D 中的 D3DLIGHT 结构，所以它们是完全兼容的。

程序清单 3.14 。light.h 头文件

class CRenderInterface{

// ...The beginning of the class functions...

// 设置材质

virtual void SetMaterial(stMaterial *mat) = 0;

// 设置并启用光源

virtual void SetLight(stLight *light,int index) = 0;

// 关闭光源

virtual void DisableLight(int index) = 0;

// ...The rest of the class's functions... };

class CD3DRenderer :

public CRenderInterface{

// ...The beginning of the class functions...

// 设置材质

void SetMaterial(stMaterial *mat);

// 设置并启用光源

void SetLight(stLight *light, int index);

// 关闭光源

void DisableLight(int index);

// ...The rest of the class's functions... };

现在已完成了类声明。D3DRenderer.cpp 源文件实现了三个和 Direct3D 打交道的函数。

SetMaterial()函数使用材质结构中的信息创建 Direct3D 材质对象，并调用 Direct3D 设备函

数 SetMaterial()将该对象直接发送给 Direct3D。这同样使用于 SetLight()函数。SetLight()函

数的参数包括光源结构，该函数使用该参数设置 D3DLIGHT9 对象，并将其直接发送给

Direct3D。DisableLight()函数的参数包括光源索引，它将关闭注册在该索引上的所有光源。

程序清单 3.17 给出了这些函数的源代码。

程序清单 3.17 新渲染函数的实现代码

// 设置材质

void CD3DRenderer::SetMaterial

(stMaterial *mat) {

if(!mat || !m_Device) return;

D3DMATERIAL9 m = {

mat->diffuseR, mat->diffuseG,

mat->diffuseB, mat->diffuseA,

mat->ambientR, mat->ambientG,

mat->ambientB, mat->ambientA,

mat->specularR, mat->specularG,

mat->specularB, mat->specularA,

mat->emissiveR, mat->emissiveG,

mat->emissiveB, mat->emissiveA,

mat->power}; m_Device-

>SetMaterial(&m); }

// 设置并启用光源

void CD3DRenderer::SetLight(stLight *light,

int index){

if(!light || !m_Device || index < 0) return;

D3DLIGHT9 l;

l.Ambient.a = light->ambientA;

l.Ambient.r = light->ambientR;

l.Ambient.g = light->ambientG;

l.Ambient.b = light->ambientB;

l.Attenuation0 = light->attenuation0;

l.Attenuation1 = light->attenuation1;

l.Attenuation2 = light->attenuation2;

l.Diffuse.a = light->diffuseA;

l.Diffuse.r = light->diffuseR;

l.Diffuse.g = light->diffuseG;

l.Diffuse.b = light->diffuseB;

l.Direction.x = light->dirX;

l.Direction.y = light->dirY;

l.Direction.z = light->dirZ;

l.Falloff = light->falloff;

l.Phi = light->phi;

l.Position.x = light->posX;

l.Position.y = light->posY;

l.Position.z = light->posZ;

l.Range = light->range;

l.Specular.a = light->specularA;

l.Specular.r = light->specularR;

l.Specular.g = light->specularG;

l.Specular.b = light->specularB;

l.Theta = light->theta;

if(light->type == LIGHT_POINT)

l.Type = D3DLIGHT_POINT;

else if (

light->type == LIGHT_SPOT)

l.Type = D3DLIGHT_SPOT;

else

l.Type = D3DLIGHT_DIRECTIONAL;

m_Device->SetLight(index, &l);

m_Device->LightEnable(index, TRUE); }

// 关闭光源

void CD3DRenderer::DisableLight(int index)

{ if(!m_Device) return;

m_Device->LightEnable(index, FALSE);

}

【整理者】

 其实这里书中还漏了一处代码没提出来，就是还需要在“defines.h”头文件里加入这几行

代码：

// Light type defines.

// 光源类型

#define LIGHT_POINT 1 　　　// 点光源

#define LIGHT_DIRECTIONAL 2// 方向光

#define LIGHT_SPOT 3　　 // 聚光灯

4.7 游戏项目第 3 部分：增加对纹理的支持

///////游戏项目的第 3 部分将为渲染系统添加 2D 纹理、多纹理、点状 sprite 和屏幕截图保存

功能。游戏项目第 3 部分的全部源代码可以在本书配套光盘的 CHAPTER4 文件夹下找到。

///////在第三个游戏项目中要做的第一件事情是增加启用和禁用透明度渲染状态、设置透明

度渲染状态值并指明滤波器和滤波器类型的功能。这些可以在 defines.h 头文件中完成，如

程序清单 4.30 所示。程序清单 4.30 中添加的代码位于 defines.h 头文件的尾部。

////

///程序清单 4.30 defines.h 头文件中新增的

代码

// 一些渲染状态

enum RenderState{

CULL_NONE,CULL_CW, CULL_CCW,

DEPTH_NONE,

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