DirectX11中XNA数据库常见的几个函数
本博客的例子来自于《基于DirectX11的3D图形程序设计案例教程》
矩阵转换函数XMStoreFloat*x*(*表示正数,*×*矩阵)
如:XMStoreFloat4x4(以4×4矩阵为例)
函数定义:
VOID XMStoreFloat4x4([out] XMFLOAT4X4 *pDestination, //存储数据的地址[in] XMMATRIX M //要存储的数据矩阵);
函数介绍:
是一个行主矩阵形式。要写出列主数据,需要在调用存储函数之前通过XMMatrixTranpose来替换XMMATRIX。
参考:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/microsoft.directx_sdk.storing.xmstorefloat4x4(v=vs.85).aspx
例子:
XMFLOAT4X4 mScalFL;//利用XMStoreFloat4x4函数把XMMATRIX对象mScal的内容存入XMFLOAT4X4对象mScalFL中XMStoreFloat4x4(&mScalFL, mScal);
矩阵缩放函数:XMMatrixScaling
XMMatrixScaling
函数定义:
XMMATRIX XMMatrixScaling([in] float ScaleX, //沿x轴缩放因子ScaleX[in] float ScaleY, //沿y轴缩放因子ScaleX[in] float ScaleZ //沿z轴缩放因子ScaleX);
参考:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/microsoft.directx_sdk.matrix.xmmatrixscaling(v=vs.85).aspx
例子:
//声明3个XMMATRIX对象,//分别用来表示平移矩阵(mTrans),旋转矩阵(mRota),以及缩放矩阵(mScal)XMMATRIX mTrans, mRota, mScal;//第一步:生成缩放矩阵//调用XMMatrixScaling()函数用以生成缩放矩阵,该函数3个参数分别表示//在X,Y,Z轴上的缩放量。//在X, Y, Z轴缩小到1/5(即0.2),然后将生成的缩放矩阵**赋值给mScal**mScal = XMMatrixScaling(0.2f, 0.2f, 0.2f);//注意0.2形式,及时变为1,也只能写成1.0或1.//将生成的缩放矩阵打印到控制台上,**这里只是方便我们查看生成的矩阵,此步骤非必须**cout << "缩放矩阵为:" << endl;//由于重载的输出操作符<<是针对XMFLOAT4X4对象,所以这里要将XMMATRIX//对象转换为XMFLOAT4X4对象//首先声明一个XMFLOAT4X4对象XMFLOAT4X4 mScalFL;//利用XMStoreFloat4x4函数把XMMATRIX对象mScal的内容存入XMFLOAT4X4对象mScalFL中XMStoreFloat4x4(&mScalFL, mScal);cout << mScalFL;
矩阵平移函数:XMMatrixTranslation
XMMatrixTranslation
函数定义:
XMMATRIX XMMatrixTranslation([in] float OffsetX, //x轴平移量[in] float OffsetY, //y轴平移量[in] float OffsetZ //z轴平移量);
参考:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/microsoft.directx_sdk.matrix.xmmatrixtranslation(v=vs.85).aspx
例子:
//声明3个XMMATRIX对象,//分别用来表示平移矩阵(mTrans),旋转矩阵(mRota),以及缩放矩阵(mScal)XMMATRIX mTrans, mRota, mScal;
//第三步:生成平移矩阵//在X轴平移1个单位,在Y轴平移2个单位,在Z轴平移-3个单位//调用函数XMMatrixTranslation生成平移矩阵,该函数3个参数分别表示在X,Y,Z轴上的平移量mTrans = XMMatrixTranslation(1.0f, 2.0f, -3.0f);//将生成的旋转矩阵打印到控制台上,方法同上,这里不再赘述cout << "平移矩阵为:" << endl;XMFLOAT4X4 mTransFL;XMStoreFloat4x4(&mTransFL, mTrans);cout << mTransFL;
矩阵旋转函数:XMMatrixRotationX
参考:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/microsoft.directx_sdk.matrix.xmmatrixrotationy(v=vs.85).aspx
例子:
//声明3个XMMATRIX对象,//分别用来表示平移矩阵(mTrans),旋转矩阵(mRota),以及缩放矩阵(mScal)XMMATRIX mTrans, mRota, mScal;
XMMATRIX XMMatrixRotationX([in] float Angle //绕x轴旋转的角度,以弧度表示。当沿旋转轴向原点看时,角度是顺时针测量的。);
XMMATRIX XMMatrixRotationY([in] float Angle //绕y轴旋转的角度,以弧度表示。当沿旋转轴向原点看时,角度是顺时针测量的。);
XMMATRIX XMMatrixRotationZ([in] float Angle //绕z轴旋转的角度,以弧度表示。当沿旋转轴向原点看时,角度是顺时针测量的。);
将三者整合起来就是刚体变换
相关知识可以参考我的另一博客(用matlab写的,可以看讲解,代码不用看):
https://blog.csdn.net/weixin_41649786/article/details/82115829
例子:
//第四步:将上面生成的3个变换矩阵组合成一个最终的变换矩阵//首先声明一个XMMATRIX对象用来存放最终的变换矩阵XMMATRIX mFinal;//利用XMMatrixMultiply来完成矩阵的相乘,//**注意**:由于矩阵相乘不具有交换性,所以做乘法时各个变换矩阵的顺序很重要//教材的例子的变换顺序是缩小(mScal)->旋转(mRota)->平移(mTrans)//所以这里首先将mScal和mRota相乘的中间结果放入mFinal中mFinal = XMMatrixMultiply(mScal, mRota);//再将中间结果与mTrans相乘,得到最终结果并覆盖先前的mFinalmFinal = XMMatrixMultiply(mFinal, mTrans);//将生成的变换矩阵打印到控制台上cout << "最终变换矩阵为:" << endl;XMFLOAT4X4 mFinalFL;XMStoreFloat4x4(&mFinalFL, mFinal);cout << mFinalFL;
矩阵相乘函数:XMMatrixMultiply
XMMatrixMultiply
函数定义:
XMMATRIX XMMatrixMultiply([in] XMMATRIX M1, //第一个相乘的矩阵[in] XMMATRIX M2 //第二个相乘的矩阵);
参考:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/microsoft.directx_sdk.matrix.xmmatrixmultiply(v=vs.85).aspx、
例子,前文中已经包含了
感兴趣的可以看完整代码:来自于《基于DirectX11的3D图形程序设计案例教程》
//本例由于需要使用XNA函数库
//所以需要包含"d3dcompiler.h"和"xnamath.h"
#include<iostream>
#include<d3dcompiler.h>
//#include<xnamath.h>//在从Windows8开始,DirectX 11中xnamath.h就去掉了,替换成DirectXMath.h头文件。//所以如果遇到一些在旧系统上开发的代码示例,如果提示找不到xnamath.h的话,可以用下面两行代码代替
#include <DirectXMath.h>
using namespace DirectX;using namespace std;//重载"<<"操作符,让XMVECTOR的对象也可以使用"cout<<"进行输出,
//向量会以(X, X, X)形式输出到屏幕上
ostream& operator << (ostream& os, XMVECTOR u)
{//XMVectorGetX(),XMVectorGetY(),XMVectorGetZ(), XMVectorGetW()//这4个函数用来获取XMVECTOR的4个分量os << "(" << XMVectorGetX(u)<<","<< XMVectorGetY(u)<<","<< XMVectorGetZ(u)<<","<< XMVectorGetW(u)<<")"<< endl;return os;
}//重载"<<"操作符,让XMFLOAT4X4的对象也可以使用"cout<<"进行输出,
//矩阵会以行-列的形式输出到屏幕上
//注意:这里使用XMFLOAT4X4对象作为参数而不是XMMATRIX作为参数
// 这是由于因为系统(x64/x86)不同会存在对齐的问题,详细说明
// 参考教材第 页。使用XMMATRIX会报以下错误
// error C2719: “m”: 具有 __declspec(align('16')) 的形参将不被对齐
// 大家可以试一下,如果这里使用XMMATRIX做为参数会有什么结果
ostream& operator << (ostream& os, XMFLOAT4X4 m)
{for(int i=0; i < 4; i++){for(int j=0; j < 4; j++){//通过XMFLOAT4X4的重载括号操作符引用矩阵元素os<<"\t"<<m(i, j)<<" ";}os << endl;}os << endl;return os;
}int main()
{//声明3个XMMATRIX对象,//分别用来表示平移矩阵(mTrans),旋转矩阵(mRota),以及缩放矩阵(mScal)XMMATRIX mTrans, mRota, mScal;//第一步:生成缩放矩阵//调用XMMatrixScaling()函数用以生成缩放矩阵,该函数3个参数分别表示//在X,Y,Z轴上的缩放量。//在X, Y, Z轴缩小到1/5(即0.2),然后将生成的缩放矩阵**赋值给mScal**mScal = XMMatrixScaling(0.2f, 0.2f, 0.2f);//将生成的缩放矩阵打印到控制台上,**这里只是方便我们查看生成的矩阵,此步骤非必须**cout<<"缩放矩阵为:"<<endl;//由于重载的输出操作符<<是针对XMFLOAT4X4对象,所以这里要将XMMATRIX//对象转换为XMFLOAT4X4对象//首先声明一个XMFLOAT4X4对象XMFLOAT4X4 mScalFL;//利用XMStoreFloat4x4函数把XMMATRIX对象mScal的内容存入XMFLOAT4X4对象mScalFL中XMStoreFloat4x4(&mScalFL, mScal);cout<<mScalFL;//第二步:生成旋转矩阵//绕Y轴旋转45度,即1/4PI//调用XMMatrixRotationY()函数用以生成旋转矩阵,该函数只有一个参数为旋转的弧度//XM_PIDIV4为XNA库定义的数据常量表示1/4PImRota = XMMatrixRotationY(XM_PIDIV4);//将生成的旋转矩阵打印到控制台上,方法同上,这里不再赘述cout<<"旋转矩阵为:"<<endl;XMFLOAT4X4 mRotaFL;XMStoreFloat4x4(&mRotaFL, mRota);cout<<mRotaFL;//第三步:生成平移矩阵//在X轴平移1个单位,在Y轴平移2个单位,在Z轴平移-3个单位//调用函数XMMatrixTranslation生成平移矩阵,该函数3个参数分别表示在X,Y,Z轴上的平移量mTrans = XMMatrixTranslation(1.0f, 2.0f, -3.0f);//将生成的旋转矩阵打印到控制台上,方法同上,这里不再赘述cout<<"平移矩阵为:"<<endl;XMFLOAT4X4 mTransFL;XMStoreFloat4x4(&mTransFL, mTrans);cout<<mTransFL;//第四步:将上面生成的3个变换矩阵组合成一个最终的变换矩阵//首先声明一个XMMATRIX对象用来存放最终的变换矩阵XMMATRIX mFinal;//利用XMMatrixMultiply来完成矩阵的相乘,//**注意**:由于矩阵相乘不具有交换性,所以做乘法时各个变换矩阵的顺序很重要//教材的例子的变换顺序是缩小(mScal)->旋转(mRota)->平移(mTrans)//所以这里首先将mScal和mRota相乘的中间结果放入mFinal中mFinal = XMMatrixMultiply(mScal,mRota);//再将中间结果与mTrans相乘,得到最终结果并覆盖先前的mFinalmFinal = XMMatrixMultiply(mFinal,mTrans);//将生成的变换矩阵打印到控制台上cout<<"最终变换矩阵为:"<<endl;XMFLOAT4X4 mFinalFL;XMStoreFloat4x4(&mFinalFL, mFinal);cout<<mFinalFL;//按照例子声明一个XMVECTOR对象//例子中向量为3维向量,而XMVectorSet只能生成4维向量,//最后一个分量如果是1表示这是一个向量,如果是0表示这是一个点//这种向量称之为“齐次向量”,详细说明见补充知识。XMVECTOR vector= XMVectorSet(5.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//利用重载的操作符<<将声明的XMVECTOR对象打印到控制台上cout<<"变换前的向量为:"<<endl;cout<<vector;//将上面生成的最终变换矩阵应用到XMVECTOR对象上//并将生成的新向量覆盖原来的向量vector = XMVector4Transform(vector, mFinal);//将最终的向量打印到控制台上cout<<"变换后的向量为:"<<endl;cout<<vector;system("PAUSE"); //让控制台不要闪退return 0;}
注:1.本博客的例子来自于《基于DirectX11的3D图形程序设计案例教程》
2.以上介绍的函数都在<DirectXMath.h>这个头文件中。
3.也可以下载本博客文档,下载地址:https://download.csdn.net/download/weixin_41649786/10711869
4.跟多的相关函数可以看:https://www.cnblogs.com/zhangbaochong/p/5240358.html
路漫漫其修远兮,吾将上下而求
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