Direct3D. (Scherfgen S )

Transkript

1 Direct3D (Scherfgen S ) Universität zu Köln Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung WS 14/15 AM3 Hauptseminar Softwaretechnologie II (Teil 1): Simulation und 3D Programmierung Dozent: Prof. Dr. Manfred Thaller Referat von Yvonne Schröer Am

2 Was ist Direct3D überhaupt? Zur Erinnerung... - DirectX ist eine Sammlung von Programmierschnittstellen (API = application programming interface) für Windows! - Hat Komponenten für 3D Grafik, 3D Sound, 3D Musik, Ansteuerung von Eingabegeräten, Netzwerkunterstützung, Medienwiedergabe... - Speziell für die Entwicklung von anspruchsvollen Spielen DirectX Graphics (oder auch Direct3D) ist die Komponente, die für die Grafikdarstellung verantwortlich ist!

3 Die Transformationspipeline Bevor modellierte 3D Objekte dargestellt werden, müssen die Vektoren durch frei definierbare Transformationsmatrizen, die Transformationspipeline!

4 Schritt 1: Die Welttransformation Schritt 2: Die Sichttransformation Schritt 3: Die Projektion Schritt 4: Clipping...und weiter geht s zum Rasterizer

5 Der Rasterizer Der Rasterizer ist der Kern von Direct3D, er teilt die Vektoren der zu zeichnenden Punkte, Linien und Dreiecke in das Bildschirmraster ein! - Eckpunkte formen eine Primitive außerhalb des Bildschirmrasters (zb Dreieck) - Pixel/Fragmente werden durch Interpolation der Eckpunkte gezeichnet und nehmen deren Eigenschaften an (Farbe...), und liegen auf dem Bildschirmraster...der ganze Vorgang nennt sich auch Rendern

6 Initialisierung von Direct3D Zunächst... - Jedes Programm, dass Direct3D verwenden soll, muss mit den Bibliotheksdateien D3D9.lib und DXErr9.lib gelinkt werden - außerdem muss die Datei D3D9.h per #include eingebunden werden! Die zwei wichtigsten Schnittstellen: IDirect3D9 (Verwaltungsschnittstelle) Wird durch Funktionsaufruf erzeugt; dient zur Auflistung aller verfügbaren Adapter und liefert Informationen über diese IDirect3DDevice9 (Geräteschnittstelle) Repräsentiert einen einzelnen Direct3D-Adapter; dieser Schnittstelle werden alle Befehle zum Zeichnen von 3D Objekten erteilt

7 Erstellen der IDirect3D9-Schnittstelle mithilfe der Funktion Direct3DCreate9 erwartet als Parameter die Versionsnummer vom DirectX-SDK (D3D_SDK_VERSION); vergleichen mit NULL, falls Fehler, DirectX Version i.d.r nicht aktuell Adapter werden ermittelt durch die Methode GetAdapterCount der IDirect3D9-Schnittstelle, Adapter werden durch ihre ID-Nummer angesprochen (0 der erste, 1 der zweite usw.) Einzelne Adapter können so durchgegangen und Informationen abgefragt werden (Treiber, Treiberversion, Beschreibung); wird in der Struktur D3DADAPTER_IDENTIFIER9 gespeichert mir der Methode IDirect3D9::GetAdapterIdentifier

8 Videomodi der Adapter können auf ähnliche Weise abgefragt werden! Kurz: erst Anzahl der zu einem bestimmten Format kompatiblen Videomodi abfragen (GetAdapterModeCount), und dann weitere Informationen über jeden dieser Videomodi sammeln (EnumAdapterModes) Caps (Capabilities) Fähigkeiten eines Adapters - Problem, das Entwickler die für ein bereits festgelegtes System (Konsole) programmieren nicht haben! - Fähigkeiten eines Adapters werden mit der Methode IDirect3D9::GetDeviceCaps abgefragt und in der Struktur D3DCAPS9 gespeichert - es kann so auch getestet werden, ob ein bestimmtes Feature unterstützt wird (DWORD Elemente und prüfen einzelner Konstanten!)

9 Initialisieren des Fensters Die Funktion InitWindow erstellt eine neue Fensterklasse und erzeugt dann ein Fenster dieser Klasse; erwartet vier Parameter: Breite, Höhe, Name und Icon Befindet sich in der Datei InitWindow.cpp (Unterordner: Beispiele/Allgemeines)! Die Funktion ExitWindow schließt das Fenster und löscht die Fensterklasse wieder (Später werden diese Funktionen von der TriBase Engine übernommen!) BEISPIELPROGRAMM 01

10 Erstellen der Idirect3DDevice9-Schnittstelle mit der Methode IDirect3D9::Create Device Hier gibt es wieder eine Liste von Parametern, z.b DeviceType (Gerätetyp), BehaviourFlags (Verhalten der Schnittstelle), und ppresentationparameters (Daten zum verwendeten Videomodus etc. - sehr wichtig!) Multi-Sampling (Anti-Aliasing) Rendern: Durch das ungenaue Pixelraster wirkt das Bild oft besonders bei niedrigen Auflösungen sehr pixelig Lösung: Punkte, die nicht genau die Mitte eines Pixels treffen, werden auf die umgebenden Pixel verteilt Kantenglättung

11 Wir kennen nun also die Methode IDirect3D9::CreateDevice (und einige ihrer Parameter), und wie man damit ein IDirect3DDevice9- Schnittstellenobjekt erzeugt... und möchten jetzt ein Dialogfeld erzeugen, das dem User noch erlaubt, zwischen all diesen Optionen zu wählen (Videomodus, Multisampling, etc) Dieses Dialogfeld findet man in der Datei Direct3DEnum.cpp im Ordner Beispiele/Allgemeines; Allgemeines.rc beinhaltet das Layout Direct3DEnum.cpp definiert eine Funktion namens GetDirect3DParameters, welche das Dialogfeld aufruft, die vom Benutzer getroffene Wahl auswertet und alles in einer Struktur SDirect3DParameters speichert (Diese Hilfsfunktion wird von nun an in allen Beispielprogrammen verwendet)

12 Letzter Schritt: InitDirect3D Die Funktion InitDirect3D (InitDirect3D.cpp) hat als Parameter einen Zeiger auf die SDirect3DParameters Struktur und das Handle des Fensters (durch InitWindow erstellt) Die Funktion erstellt dann zunächst die Verwaltungsschnittstelle (IDirect3D9), baut dann ein passende Präsentationsstruktur (SDirect3DParameters) und ruft zum Schluss CreateDevice auf, um eine Geräteschnittstelle (IDirect3DDevice9) zu erzeugen Direct3D herunterfahren Release Methode auf den IDirect3D9- und der IDirect3DDevice9 Schnittstellen aufrufen mit der ExitDirect3D Funktion BEISPIELPROGRAMM 02

13 Zusammengefasst... - Zuerst Verwaltungsschnittstelle IDirect3D9 erzeugen - Mithilfe dieser Schnittstelle verschiedene Dinge/Eigenschaften abzählen (Anzahl Adapter, Videomodi, Multi-Sampling-Typen etc), dies wird dem Benutzer übersichtlich in einem Dialogfenster präsentiert - Wenn die Parameter festgelegt sind, geht es an die Erstellung der Geräteschnittstelle Idirect3DDevice9 - GetDirect3DParameters, InitDirect3D und InitWindow sind Hilfsfunktionen, speziell für die Beispielprogramme die ohne den Direct3D Teil der TriBase Engine geschrieben sind

14 Quellen Scherfgen: 3D-Spieleprogrammierung mit DirectX 9 und C++ ngl/cg_basicstheory.html