Windows 8 Directx 开发学习笔记（六）添加水模型

HillExample已经完成山峰河谷的模型，可惜的是河谷是旱季的河谷，没有水。这次的目标就在河谷里注入水。

首先新建HillWaterExample项目，其配置与HillExample项目相同。然后复制HillExample中CubeRenderer.cpp和CubeRenderer.h文件到HillWaterExample目录覆盖同名文件，这样可以省去重写生成山峰模型的代码。为了使代码结构更清晰，打算把生成模型的功能从CubeRenderer类里抽出来，方便后面增加自定义模型，而CubeRenderer只负责进行渲染。由于CubeRenderer类不再生成Cube，就将它的名称改为Renderer。Crtl+Shift+H替换当前项目中所有的CubeRenderer为Renderer，并重命名对应的.cpp和.h文件。同时把CubeRenderer.h里两个结构体的定义剪切到Direct3DBase.h里，方便其他类使用。

接着右键点击项目->添加->类。

新建HillModel类，编译器会自动生成.h和.cpp文件。该类将负责定义山峰模型。在HillModel.h包含Direct3DBase.h，以使用顶点结构体。从Renderer类里抽出顶点相关成员加入HillModel类，同时更改构造方法。

Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D11Buffer> m_vertexBuffer;
Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D11Buffer> m_indexBuffer;
uint32 m_indexCount;

HillModel类还需要两个方法Initialize和Render，分别负责初始化顶点缓冲区和渲染设置。这两个方法的代码都从Renderer类里抽取。

void Initialize(ID3D11Device* d3dDevice);
void Render(ID3D11DeviceContext* d3dContext);

Initialize方法从Renderer类的CreateDeviceResources方法中抽取createCubeTask包括的代码。Render方法从Renderer类的Render方法中抽取设置顶点缓冲区的代码。这两个方法的最终代码见附1。完成HillModel类的创建后，开始更新Renderer类。

让Renderer.h包含HillModel.h，并向Render类添加HillModel m_hill成员，专门负责山峰模型的顶点设置。

createCubeTask改为createHillTask在其中添加HillModel的Initialize方法，代码如下：

auto createHillTask = (createPSTask &&createVSTask).then([this] () {m_hill.Initialize(m_d3dDevice.Get());});

然后在Render方法末尾添加

m_hill.Render(m_d3dContext.Get());

完成以上工作后，程序功能并没有变化，只是为后面添加其他模型提供方便。下面创建WaterModel类。它的成员和方法中都可以直接复制HillModel类的代码，只有Initialize方法与HillModel有差别，需要稍作改动。要实现蓝色水平面，需将模型定义为蓝色，并统一各个顶点在一个水平面上，即各顶点的y坐标相同。依此修改WaterModel类的Initialize方法，只需修改顶点生成部分，代码如下：

const XMFLOAT3 BLUE(0.0f, 0.0f, 1.0f);for(int row=0; row<zRange; ++row){float zPos = row*dx;for(int col=0; col<xRange; ++col){float xPos = col*dx;float yPos = 0.3f;Vertices[xRange*row +col].pos = XMFLOAT3(xPos, yPos, zPos);Vertices[xRange*row +col].color = BLUE;}}

水模型类就此完成，很简单。接着让Renderer.h包含WaterModel.h，向Renderer类添加成员WaterModel m_water。

在CreateDeviceResources方法中添加createWaterTask，当HillModel和WaterModel均初始化完成后设置载入完成。修改后的代码如下：

auto createHillTask = (createPSTask&& createVSTask).then([this] () {m_hill.Initialize(m_d3dDevice.Get());});auto createWaterTask = (createPSTask&& createVSTask).then([this] () {m_water.Initialize(m_d3dDevice.Get());});(createHillTask &&createWaterTask).then([this] () {m_loadingComplete = true;});

最后还需要在Render方法中添加WaterModel的Render方法，如下：

m_hill.Render(m_d3dContext.Get());
m_water.Render(m_d3dContext.Get());

至此工作全部完成，运行后效果如图2：

另外，在DirectX中有两种渲染模式，实体模式和线框模式，为了以后观察方便，这里再为Renderer类增加私有成员Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D11RasterizerState>m_rasterState和方法SetFillMode，用来设置渲染模式。

void Renderer::SetFillMode(D3D11_FILL_MODE mode)
{D3D11_RASTERIZER_DESC rasterDesc;rasterDesc.AntialiasedLineEnable= false;rasterDesc.CullMode = D3D11_CULL_BACK;rasterDesc.DepthBias = 0;rasterDesc.DepthBiasClamp =0.0f;rasterDesc.DepthClipEnable = true;rasterDesc.FillMode = mode; //实体模式D3D11_FILL_SOLID，线框模式D3D11_FILL_WIREFRAMErasterDesc.FrontCounterClockwise= false;rasterDesc.MultisampleEnable = false;rasterDesc.ScissorEnable = false;rasterDesc.SlopeScaledDepthBias= 0.0f;DX::ThrowIfFailed(m_d3dDevice->CreateRasterizerState(&rasterDesc,&m_rasterState));m_d3dContext->RSSetState(m_rasterState.Get());
}

为了设置渲染模式，需要在每个模型的Render方法前调用SetFillMode方法，代码如下：

SetFillMode(D3D11_FILL_SOLID);
m_hill.Render(m_d3dContext.Get());SetFillMode(D3D11_FILL_WIREFRAME);
m_water.Render(m_d3dContext.Get());

程序运行结果如图3：

附1：

void HillModel::Initialize(ID3D11Device* d3dDevice)
{const int xRange = 128;const int zRange = 128;const float dx = 1.0f;const XMFLOAT3 WHITE(1.0f, 1.0f,1.0f);const XMFLOAT3 BEACH_SAND(1.0f,0.96f, 0.62f);const XMFLOAT3LIGHT_YELLOW_GREEN(0.48f, 0.77f, 0.46f);const XMFLOAT3DARK_YELLOW_GREEN(0.1f, 0.48f, 0.19f);const XMFLOAT3 DARKBROWN(0.45f,0.39f, 0.34f);VertexPositionColorVertices[xRange*zRange];for(int row=0;row<zRange; ++row){float zPos = row*dx;for(int col=0;col<xRange; ++col){float xPos = col*dx;float yPos = 0.3f *(zPos*sinf(0.1f*xPos) + xPos*cosf(0.1*zPos));Vertices[xRange*row+ col].pos = XMFLOAT3(xPos, yPos, zPos);if(yPos < -10.0f)Vertices[xRange*row+ col].color = BEACH_SAND;else if (yPos < 5.0f)Vertices[xRange*row+ col].color = LIGHT_YELLOW_GREEN;else if (yPos < 10.0f)Vertices[xRange*row+ col].color = DARK_YELLOW_GREEN;else if (yPos < 12.0f)Vertices[xRange*row+ col].color = DARKBROWN;elseVertices[xRange*row+ col].color = WHITE;}}D3D11_SUBRESOURCE_DATA vertexBufferData ={0};vertexBufferData.pSysMem= Vertices;vertexBufferData.SysMemPitch= 0;vertexBufferData.SysMemSlicePitch= 0;CD3D11_BUFFER_DESC vertexBufferDesc(sizeof(Vertices), D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER);DX::ThrowIfFailed(d3dDevice->CreateBuffer(&vertexBufferDesc,&vertexBufferData,&m_vertexBuffer));unsigned shortIndices[3*2*(xRange-1)*(zRange-1)];int tempIndice = 0;for(int row=0;row<(zRange-1); ++row){for(int col=0; col<(xRange-1);++col){Indices[tempIndice]= xRange*row + col;Indices[tempIndice+1]= xRange*row + col + 1;Indices[tempIndice+2]= xRange*(row+1) + col;Indices[tempIndice+3]= xRange*(row+1) + col;Indices[tempIndice+4]= xRange*row + col + 1;Indices[tempIndice+5]= xRange*(row+1) + col + 1;tempIndice+= 6;}}m_indexCount = ARRAYSIZE(Indices);D3D11_SUBRESOURCE_DATA indexBufferData ={0};indexBufferData.pSysMem= Indices;indexBufferData.SysMemPitch= 0;indexBufferData.SysMemSlicePitch= 0;CD3D11_BUFFER_DESC indexBufferDesc(sizeof(Indices), D3D11_BIND_INDEX_BUFFER);DX::ThrowIfFailed(d3dDevice->CreateBuffer(&indexBufferDesc,&indexBufferData,&m_indexBuffer));
}void HillModel::Render(ID3D11DeviceContext* d3dContext)
{UINT stride = sizeof(VertexPositionColor);UINT offset = 0;d3dContext->IASetVertexBuffers(0,1,m_vertexBuffer.GetAddressOf(),&stride,&offset);d3dContext->IASetIndexBuffer(m_indexBuffer.Get(),DXGI_FORMAT_R16_UINT,0);d3dContext->DrawIndexed(m_indexCount,0,0);
}

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