SharpDX初學者教程第4部分：繪制三角形
原文 http://www.johanfalk.eu/blog/sharpdx-beginners-tutorial-part-4-drawing-a-triangle
現在我們有了一個Direct3D初始化的窗口，現在是時候繪制一些東西了，就像所有其他教程一樣，我們也將開始繪制一個三角形！要渲染我們的第一個三角形，實際上我們必須添加很多部分，所以讓我們開始吧。
1.頂點
要創建三角形，我們將使用頂點。頂點是3D空間中的精確點，也可以包含其他信息（我們將在後面的教程中看到）。目前，我們的頂點僅由3個值表示，即x，y和z坐標。
對於三角形，我們將需要3個頂點，每個角落一個。稍後我們將介紹有關不同坐標系的更多細節，但是現在我們的可見空間在x，y和z方向上介於-1和1之間。
所以我們添加的第一個代碼是我們的Game類的變量，它保存了這些坐標，為此我們使用SharpDX中提供的Vector3類：
private Vector3[] vertices = new Vector3[] { new Vector3(-0.5f, 0.5f, 0.0f), new Vector3(0.5f, 0.5f, 0.0f), new Vector3(0.0f, -0.5f, 0.0f) };2.頂點緩沖區
我們剛剛創建的頂點數組存儲在系統內存中，但是為了渲染我們的對象，我們需要將數據傳輸到視頻內存。為此，我們將使用緩沖區。在DirectX中，我們有三種不同類型的緩沖區：Vertex，Index和Constant緩沖區。
頂點緩沖區是我們現在將使用的，這個緩沖區類型，顧名思義，保存每個頂點的數據。目前，我們的頂點只有一個位置向量，但稍後我們會向每個頂點添加更多信息。這裏的第一步是向我們的類添加一個新變量，它是對緩沖區的引用：
private D3D11.Buffer triangleVertexBuffer;然後我們在我們的類中添加一個名為InitializeTriangle的新方法，如下所示：
private void InitializeTriangle()
{
triangleVertexBuffer = D3D11.Buffer.Create<Vector3>(d3dDevice, D3D11.BindFlags.VertexBuffer, vertices);
} 這裏方法D3D.Buffer.Create <T>用於創建新緩沖區，泛型類型參數T指定緩沖區中每個元素的哪種數據類型。第一個參數是我們希望使用的Direct3D設備。第二個參數是我們想要創建的緩沖區類型，在本例中是頂點緩沖區。最後，我們提供了加載到緩沖區的初始數據，在本例中是我們的位置數組。
還要在Game類構造函數的末尾添加對此方法的調用，並釋放緩沖區：
public Game()
{
[...]
InitializeTriangle();
}
public void Dispose()
{
triangleVertexBuffer.Dispose();
[...]
}3.頂點和像素著色器
DirectX 11中的圖形管道包含幾個可編程步驟。現在我們將重點關註Vertex Shader Stage和Pixel Shader Stage。
頂點著色器階段負責處理頂點，這可以包括例如變換（平移，旋轉，縮放等）。
像素著色器階段處理針對每個像素運行，並接收插值的每頂點數據，以及常量變量和紋理。該著色器針對渲染圖元的每個像素運行，並應返回像素的最終顏色。
首先我們添加兩個類變量，我們的頂點和像素著色器：
private D3D11.VertexShader vertexShader;
private D3D11.PixelShader pixelShader;接下來我們需要編譯我們的著色器代碼（我們將很快編寫），我們將其置於一個新的私有方法中，頂部的using指令也是必需的：
using SharpDX.D3DCompiler;
[...]
private void InitializeShaders()
{
using(var vertexShaderByteCode = ShaderBytecode.CompileFromFile("vertexShader.hlsl", "main", "vs_4_0", ShaderFlags.Debug))
{
vertexShader = new D3D11.VertexShader(d3dDevice, vertexShaderByteCode);
}
using(var pixelShaderByteCode = ShaderBytecode.CompileFromFile("pixelShader.hlsl", "main", "ps_4_0", ShaderFlags.Debug))
{
pixelShader = new D3D11.PixelShader(d3dDevice, pixelShaderByteCode);
}
}這裏我們首先指出要編譯的文件，vertexShader.hlsl和pixelShader.hlsl。我們還在著色器代碼“main”中指定入口點方法的名稱。然後我們還設置要使用的HLSL版本，在本例中為4.0。最後，我們還將編譯設置為調試模式。
現在還必須將設備上下文配置為在繪制時使用這些著色器，因此將此代碼添加到InitializeShaders（）方法的末尾：
private void InitializeShaders()
{
[...]
// Set as current vertex and pixel shaders
d3dDeviceContext.VertexShader.Set(vertexShader);
d3dDeviceContext.PixelShader.Set(pixelShader);
d3dDeviceContext.InputAssembler.PrimitiveTopology = PrimitiveTopology.TriangleList;
}這裏我們還設置了原始拓撲，它指定了如何繪制頂點。在這種情況下，我們將使用“Triangle List”，我們將在後面的教程中使用其他類型，但您可以查看MSDN文檔以獲得不同類型的良好說明。
現在，讓我們添加著色器代碼：
- 右鍵單擊解決方案資源管理器中的項目，然後選擇添加 - >新項...
- 找到“文本文件”並輸入“vertexShader.hlsl”作為名稱。按添加。
- 在解決方案資源管理器中選擇該文件，然後在“屬性”窗口中，將“復制到輸出目錄”設置為“始終復制”。
- 重復步驟1-3，但將文件命名為“pixelShader.hlsl”。
現在打開vertexShader.hlsl並寫入：
float4 main(float4 position : POSITION) : SV_POSITION
{
return position;
}在這裏，我們創建入口點方法“main”，如前所述。從方法開始只返回從頂點緩沖區獲得的相同位置。註意“：POSITION”和“：SV_POSITION”，這稱為語義並指定變量的預期用途，我們將在本教程後面看到更多為什麽這很重要。
現在打開pixelShader.hlsl文件並輸入以下代碼：
float4 main(float4 position : SV_POSITION) : SV_TARGET
{
return float4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}
我們再次創建一個main方法，該方法的參數是頂點著色器的輸出。但請記住，頂點著色器是針對每個頂點運行的，而像素著色器是針對每個像素運行的，因此這將是一個插值位置。從這個方法我們返回一個float4，它是我們的顏色，格式為紅色，綠色，藍色，alpha。因此，這將為所有像素生成紅色。值得註意的是float4中的值介於0和1之間，因此float4（0,0,0,1）將給出黑色，而float4（1,1,1,1）將給出白色像素。
當然，我們也在遊戲構造函數中調用InitializeShaders（）方法並處理著色器，這應該在InitializeTriangle（）方法之前進行：
public Game()
{
[...]
InitializeDeviceResources();
InitializeShaders();
InitializeTriangle();
}
public void Dispose()
{
triangleVertexBuffer.Dispose();
vertexShader.Dispose();
pixelShader.Dispose();
[...]
}4.輸入布局
我們現在有一個頂點緩沖區，它有我們的頂點數據。但DirectX還想知道數據的結構以及每個頂點元素的類型，為此我們使用輸入布局。這需要兩步。首先，我們需要描述頂點中的每個元素，然後從中創建輸入布局。
由於我們的頂點到目前為止只有一個元素，所以讓我們在Game類中添加一個新的InputElements數組：
private D3D11.InputElement[] inputElements = new D3D11.InputElement[]
{
new D3D11.InputElement("POSITION", 0, Format.R32G32B32_Float, 0)
};可以從著色器代碼識別“POSITION”，這稱為語義，用於與著色器中的輸入簽名匹配。第二個參數是要使用的語義槽，如果您有多個POSITION語義，則使用此參數。第三個是這個元素的數據類型，在這種情況下3個浮點數作為我們的頂點的位置是Vector3。
接下來，我們需要從編譯的頂點著色器中獲取輸入著色器。首先創建一個新變量來保存我們的Game類的輸入簽名：
private ShaderSignature inputSignature;然後在InitializeShaders（）方法中，我們可以從編譯的著色器字節代碼中獲取簽名，如下所示：
using(var vertexShaderByteCode = ShaderBytecode.CompileFromFile("vertexShader.hlsl", "main", "vs_4_0", ShaderFlags.Debug))
{
inputSignature = ShaderSignature.GetInputSignature(vertexShaderByteCode);
[...]
}現在我們需要從InputElement數組和輸入簽名創建一個輸入布局，所以在Game類中添加另一個變量：
private D3D11.InputLayout inputLayout;然後通過創建一個新的InputLayout實例在InitializeShaders（）方法的末尾分配它。然後我們將其設置為設備上下文中的當前輸入布局。
private void InitializeShaders()
{
[...]
inputLayout = new D3D11.InputLayout(d3dDevice, inputSignature, inputElements);
d3dDeviceContext.InputAssembler.InputLayout = inputLayout;
}第一個元素是我們的Direct3D設備，然後是著色器的輸入簽名，最後是輸入元素數組。
並且不要忘記處理輸入布局和輸入簽名：
public void Dispose()
{
inputLayout.Dispose();
inputSignature.Dispose();
[...]
}5.設置視口：
在我們繪制任何東西之前，我們必須指定視口。DirectX使用稱為標準化設備坐標的東西，在左上角指定為（-1，-1），在屏幕右下角指定為（1,1），因此在中間指定（0,0）。視口將這些角映射到像素坐標。
首先在Viewport的Game類中創建另一個變量：
private Viewport viewport;在InitializeDeviceResources（）方法中，使用以下代碼創建一個新視口並在設備上下文中設置它：
// Set viewport
viewport = new Viewport(0, 0, Width, Height);
d3dDeviceContext.Rasterizer.SetViewport(viewport);前兩個參數是（-1，-1）的x和y位置，最後兩個參數是視口的寬度和高度。因為我們想要使用完整的窗口，我們將它映射到左上角（0,0）並將其設置為窗口的整個寬度和高度。
6.繪制頂點數據
完成所有這些工作後，終於可以在屏幕上繪制三角形！這只是兩個方法調用，我們在draw（）方法的中間添加：
private void Draw()
{
d3dDeviceContext.OutputMerger.SetRenderTargets(renderTargetView);
d3dDeviceContext.ClearRenderTargetView(renderTargetView, new SharpDX.Color(32, 103, 178));
d3dDeviceContext.InputAssembler.SetVertexBuffers(0, new D3D11.VertexBufferBinding(triangleVertexBuffer, Utilities.SizeOf<Vector3>(), 0));
d3dDeviceContext.Draw(vertices.Count(), 0);
swapChain.Present(1, PresentFlags.None);
}第一種方法告訴設備上下文使用保存三角形頂點數據的頂點緩沖區，第二個參數指定每個頂點數據的大小（以字節為單位）。要獲得這個大小，我們使用SharpDX中提供的一個很好的幫助方法。
設備上下文中的Draw（）方法從頂點緩沖區中繪制vertices.Count（）許多頂點。第二個參數指定頂點緩沖區中的偏移量，通過將此設置為1，例如，將跳過第一個頂點。
現在，當您運行該程序時，您應該得到以下結果：
像往常一樣，代碼可以在GitHub上找到：https：//github.com/mrjfalk/SharpDXTutorials/tree/master/BeginnersTutorial-Part4
SharpDX初學者教程第4部分：繪制三角形