DirectX游戲編程基礎教程（簡體書）

《DirectX遊戲編程基礎教程》系統全面地介紹了directx編程的各個方面，全書共16章，內容涵蓋了學習directx之前必需掌握的基礎知識、directx與相關圖形技術以及windows系統本身的關係、direct3d三維圖形和動畫開發、directx audio音頻開發、directinput輸入處理以及dxut程序框架等內容。此外，每章都提供了精心設計的示例程序和課後練習，以及相應的源代碼和多媒體課件。《DirectX遊戲編程基礎教程》非常適合作為高等院校相關專業以及培訓機構的教學用書。對于希望進入directx遊戲開發領域的人員，《DirectX遊戲編程基礎教程》是一本非常好的自學教材。對于希望了解新一代windows操作系統(windows vista和windows7)圖形引擎、以及新一代圖形界面開發技術(wpf)底層基礎的開發人員，《DirectX遊戲編程基礎教程》也是一本優秀的參考用書。

前言
教學建議
第1章 directx與遊戲編程簡介 1
1.1 directx介紹 1
1.2 opengl、xna與wpf 2
1.2.1 opengl 2
1.2.2 xna 2
1.2.3 wpf 3
1.3 directx功能組件 4
1.3.1 directx graphics 5
1.3.2 directx audio 5
1.3.3 directx input 6
1.3.4 其他組件 6
1.4 directx與遊戲開發 7
1.5 directx安裝與配置 7
1.5.1 系統配置要求 7
1.5.2 directx安裝 8
1.5.3 選擇調試庫和發布庫 8
1.5.4 在visual studio ide中配置directx 9
1.5.5 瀏覽directx sdk示例程序 10
.1.6 小結 11
練習 12

第2章 預備知識 13
2.1 數學基礎 13
2.1.1 向量 13
2.1.2 矩陣 15
2.1.3 平面 18
2.2 win32 api編程基礎 19
2.2.1 開發win32 api程序的基本步驟 20
2.2.2 win32 api程序解析 23
2.3 com使用基礎 28
2.3.1 com對象概述 28
2.3.2 創建com對象 30
2.3.3 使用com接口 30
2.3.4 管理com對象的生命期 31
2.4 小結 31
練習 32

第3章 direct3d編程入門 33
3.1 direct3d體系結構 33
3.1.1 硬件抽象層 33
3.1.2 軟件參考層 33
3.1.3 direct3d系統集成 34
3.2 direct3d表面 34
3.2.1 idirect3dsurface接口 35
3.2.2 寬度和間距 35
3.2.3 像素格式 35
3.2.4 交換鏈與表面翻轉 35
3.3 direct3d設備對象 36
3.3.1 direct3d設備類型 36
3.3.2 頂點運算 37
3.3.3 創建direct3d設備對象 37
3.3.4 設備丟失與恢復 41
3.4 最簡單的direct3d程序 41
3.4.1 程序基本結構 42
3.4.2 常用宏定義 42
3.4.3 初始化direct3d 42
3.4.4 渲染圖形 43
3.4.5 結束direct3d程序 45
3.5 direct3d 9ex擴展編程 45
3.5.1 wddm和direct3d 9ex介紹 45
3.5.2 direct3d 9ex初始化 46
3.6 小結 47
練習 47

第4章 基本圖元和文本繪制 48
4.1 direct3d坐標系 48
4.2 direct3d基本圖元 48
4.3 direct3d中的顏色表示 49
4.3.1 使用d3dcolor定義顏色 50
4.3.2 使用d3dcolorvalue定義顏色 50
4.3.3 使用d3dxcolor定義顏色 50
4.4 使用頂點緩存繪製圖形 51
4.4.1 頂點結構和頂點格式 51
4.4.2 內存池類型 52
4.4.3 創建頂點緩存 52
4.4.4 渲染頂點緩存圖形 54
4.5 使用索引緩存繪製圖形 55
4.5.1 創建頂點緩存和索引緩存 56
4.5.2 使用索引緩存繪製圖形 57
4.6 二維文本繪制 58
4.6.1 創建id3dxfont對象 58
4.6.2 使用id3dxfont接口繪制二維文本 59
4.6.3 幀速率計算 60
4.7 渲染狀態 60
4.7.1 著色模式 61
4.7.2 多邊形填充模式 61
4.8 圖形反鋸齒 62
4.8.1 查詢設備是否支持多重采樣 62
4.8.2 創建使用多重采樣的direct3d設備對象 62
4.8.3 啟用多重采樣 63
4.9 小結 63
練習 63

第5章 頂點坐標變換 64
5.1 頂點坐標變換和光照流水線概述 64
5.2 矩陣類型 65
5.2.1 d3dmatrix 65
5.2.2 d3dxmatrix 65
5.2.3 d3dxmatrixa16 67
5.3 坐標變換 67
5.3.1 世界變換 67
5.3.2 觀察變換 70
5.3.3 投影變換 71
5.3.4 視區變換 72
5.4 坐標變換示例程序 72
5.5 小結 74
練習 75

第6章 光照 76
6.1 光照計算模型 76
6.1.1 環境光 76
6.1.2 漫反射光 76
6.1.3 鏡面反射光 77
6.1.4 自發光 77
6.2 光源 78
6.2.1 光源類型 78
6.2.2 光源屬性 79
6.2.3 設置與啟用光源 80
6.2.4 對光源的幾點說明 81
6.3 材質 81
6.4 光照和材質示例程序 82
6.5 對光照和材質的幾點說明 84
6.6 小結 84
練習 84

第7章 紋理映射 85
7.1 紋理元素與紋理坐標 85
7.2 創建紋理對象 85
7.3 紋理過濾方式 86
7.3.1 最近點采樣 86
7.3.2 線性紋理過濾 86
7.3.3 各向異性紋理過濾 87
7.3.4 多級漸進紋理過濾 87
7.4 紋理尋址模式 88
7.4.1 重疊紋理尋址模式 89
7.4.2 鏡像紋理尋址模式 89
7.4.3 夾取紋理尋址模式 90
7.4.4 邊框顏色紋理尋址模式 90
7.5 紋理映射示例程序 91
7.6 紋理階段混合狀態 92
7.6.1 紋理階段混合狀態設置 92
7.6.2 紋理階段混合狀態示例程序 93
7.7 多層紋理映射 94
7.8 小結 96
練習 97

第8章 direct3d渲染技巧 98
8.1 alpha混合 98
8.1.1 alpha混合原理 98
8.1.2 alpha混合系數 99
8.1.3 alpha混合示例 99
8.2 霧化效果 101
8.2.1 霧化效果實現原理 101
8.2.2 基於范圍的霧化 102
8.2.3 霧化效果示例程序 103
8.2.4 對霧化效果的幾點說明 104
8.3 模板測試 104
8.3.1 模板測試過程 104
8.3.2 模板緩存 105
8.3.3 模板測試設置 106
8.3.4 平面陰影 107
8.4 小結 110
練習 110

第9章 網格模型 111
9.1 網格模型基礎 111
9.1.1 幾何信息 111
9.1.2 網格子集和屬性緩存 112
9.1.3 鄰接信息 113
9.1.4 繪制網格模型 113
9.1.5 克隆網格模型 114
9.1.6 創建網格模型 114
9.2 簡單幾何體和三維文本網格模型 115
9.2.1 創建簡單幾何體網格模型 115
9.2.2 創建三維文本網格模型 116
9.3 文件網格模型 117
9.3.1 模型文件格式 117
9.3.2 使用.x文件網格模型 118
9.3.3 對網格模型的幾點說明 121
9.4 網格模型優化 122
9.4.1 優化函數和優化方式 122
9.4.2 屬性表 123
9.4.3 其他網格模型處理函數 124
9.4.4 網格優化示例程序 125
9.5 文件網格模型類 126
9.5.1 cxfilemesh類的定義 126
9.5.2 cxfilemesh的實現 127
9.5.3 使用cxfilemesh類渲染文件網格模型 129
9.6 物體空間狀態的控制 130
9.7 蒙皮骨骼動畫網格模型 132
9.7.1 骨骼動畫基本原理 133
9.7.2 圖形混合技術 134
9.7.3 蒙皮骨骼動畫網格模型類介紹 136
9.8 小結 141
練習 141

第10章 點精靈與粒子系統 143
10.1 粒子系統基本原理 143
10.2 粒子和點精靈 144
10.2.1 點精靈頂點結構和頂點格式 144
10.2.2 點精靈的大小 144
10.2.3 點精靈的紋理坐標 145
10.2.4 點精靈的渲染 145
10.3 粒子系統的具體實現 146
10.3.1 粒子結構與頂點結構 146
10.3.2 粒子系統類的定義 146
10.3.3 粒子系統的創建和銷毀 147
10.3.4 粒子系統的更新 148
10.3.5 粒子系統的渲染 150
10.3.6 粒子系統示例程序 152
10.4 雪景模擬 154
10.4.1 雪花粒子結構 154
10.4.2 雪花粒子運動的控制 154
10.4.3 渲染雪花粒子 155
10.5 小結 156
練習 156

第11章 基本虛擬場景構造 157
11.1 三維地形模擬 157
11.1.1 基本地形網格的構造 157
11.1.2 高度圖與高程數據 161
11.1.3 地形上任意點高度的計算 162
11.1.4 法線的計算 163
11.1.5 地形模擬示例程序 164
11.2 天空繪制 165
11.2.1 矩形天空 165
11.2.2 天空盒 166
11.2.3 球形天空 167
11.3 虛擬攝像機與虛擬場景漫游 168
11.3.1 虛擬場景漫游基本原理 168
11.3.2 ccamera類 169
11.3.3 虛擬場景漫游的實現 172
11.4 小結 173
練習 174

第12章 hlsl高級著色語言 175
12.1 數據類型 175
12.1.1 標準數據類型 175
12.1.2 向量 176
12.1.3 矩陣 177
12.1.4 復雜數據類型 179
12.1.5 變量的前綴 181
12.2 運算符和語句 181
12.2.1 運算符 181
12.2.2 類型轉換 182
12.2.3 語句 182
12.3 函數 183
12.3.1 自定義函數 183
12.3.2 內置函數 183
12.4 語義 183
12.5 編寫hlsl著色器 185
12.5.1 添加文件 185
12.5.2 編寫著色器代碼 185
12.5.3 編譯著色器代碼 186
12.6 小結 187
練習 187

第13章 著色器和效果 188
13.1 頂點著色器 188
13.1.1 頂點著色器介紹 188
13.1.2 頂點聲明 189
13.1.3 使用hlsl頂點著色器的基本步驟 190
13.1.4 使用頂點著色器實現基本光照模型 194
13.2 像素著色器 199
13.2.1 像素著色器介紹 199
13.2.2 使用像素著色器的基本步驟 199
13.2.3 使用像素著色器實現純亮度顯示 202
13.3 效果 203
13.3.1 效果介紹 203
13.3.2 創建效果 203
13.3.3 使用效果 205
13.3.4 多手法效果 206
13.3.5 使用效果管理狀態 209
13.4 小結 212
練習 212

第14章 directx audio音頻編程 214
14.1 directx audio介紹 214
14.1.1 directx audio技術架構 214
14.1.2 directx audio支持的音頻格式 215
14.2 xact 216
14.2.1 xact介紹 216
14.2.2 使用xact gui製作聲音 218
14.2.3 xact初始化 219
14.2.4 使用xact播放聲音 221
14.2.5 使用xact播放流聲音 225
14.2.6 代碼驅動的xact api介紹 229
14.3 xaudio2 229
14.3.1 xaudio2介紹 229
14.3.2 xaudio2初始化 231
14.3.3 使用xaudio2加載音頻數據 232
14.3.4 使用xaudio2播放聲音 235
14.4 小結 237
練習 237

第15章 directinput與場景交互 239
15.1 directinput初始化 239
15.1.1 創建directinput對象 239
15.1.2 枚舉輸入設備 240
15.1.3 創建directinput設備對象 241
15.1.4 設置設備對象 241
15.1.5 獲取輸入設備的訪問權 243
15.2 鍵盤輸入處理 244
15.3 鼠標輸入處理 246
15.4 遊戲桿輸入處理 249
15.5 拾取 251
15.5.1 拾取射線的計算 252
15.5.2 拾取射線的變換 253
15.5.3 拾取射線與物體交點的計算 254
15.5.4 拾取示例程序 254
15.6 小結 255
練習 255

第16章 dxut程序框架 256
16.1 dxut程序框架剖析 256
16.1.1 dxut框架文件組成和功能 256
16.1.2 dxut框架回調函數 257
16.2 使用dxut框架 260
16.2.1 實現并設置回調函數 260
16.2.2 初始化dxut 261
16.2.3 其他dxut設置 261
16.2.4 創建窗口 262
16.2.5 創建direct3d設備 262
16.3 使用dxut繪制文本 263
16.4 使用dxut控件 265
16.4.1 初始化對話框 265
16.4.2 渲染控件 266
16.4.3 處理控件事件 267
16.4.4 釋放對話框 267
16.5 綜合實例 268
16.5.1 生成程序框架 269
16.5.2 構造基本場景 269
16.5.3 添加背景音樂 271
16.5.4 添加輸入處理 271
16.5.5 實現場景漫游 272
16.6 小結 273
練習 274
附錄a direct3d 10與direct3d 11介紹 275
參考文獻 282