頂點快取是什麼意思

在當前的畫面都是使用三角形，在開始就告訴大家如何畫三角，本文告訴大家如何用畫素著色器畫

目錄

頂點

頂點快取

畫素著色器

輸入層

設定 ViewPort

畫出頂點

本文是 SharpDX 系列部落格，更多部落格請點選SharpDX 系列

在 C# 從零開始寫 SharpDx 應用 初始化dx修改顏色 建立了資源，在這個部落格的程式碼繼續寫

頂點

為了建立三角形，需要使用頂點。頂點就是在 3D 空間的點。透過頂點可以新增資料，很多使用的頂點都使用三個值，就是 xyz 來表示點在三維空間。大家都知道三角形有三個頂點，所以下面來建立三個頂點。

這裡的頂點的範圍是 0-1，所以可以使用下面程式碼創建出頂點

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）}；

這時會發現 Vector3 沒有定義，因為沒有安裝

SharpDX。Mathematics

，如果使用的是 VisualStudio 2017 格式，那麼複製下面程式碼放在專案

如果不是就開啟 Nuget 安裝 SharpDX。Mathematics ，安裝之後引用

using SharpDX

就可以使用這個類

頂點快取

現在的頂點資訊放在了記憶體，因為使用了上面程式碼建立。但是渲染的物件是在顯示卡，需要把記憶體的頂點資訊複製到顯示卡。為了做這個需要使用快取。在 DX ，可以使用快取，dx 會自動複製資訊到顯示卡。

下面使用快取來存放頂點資訊，這樣就會在使用資訊自動複製到顯示卡。先寫一個私有變數，透過這個變數把資訊放在快取，請看下面

private D3D11。Buffer _triangleVertexBuffer；

寫一個函式用來把

_vertices

轉換

_triangleVertexBuffer

，程式碼很簡單

private void InitializeTriangle（） { _triangleVertexBuffer = D3D11。Buffer。Create（_d3DDevice， D3D11。BindFlags。VertexBuffer， _vertices）； }

這個函式需要在構造使用

// 其他被忽略的程式碼 public KikuSimairme（） { _renderForm = new RenderForm（）； _renderForm。ClientSize = new Size（Width， Height）； InitializeDeviceResources（）； InitializeTriangle（）； }

現在使用

D3D。Buffer。Create

建立新的快取，這裡的

Vector3

實際可以不需要傳。第一個引數 Direct3D 裝置就是建立資源的裝置，表示快取會在哪個裝置使用。第二個引數就是希望建立的型別，這裡寫的是頂點快取，這裡用的是 VertexBuffer ，除了這個還有 Constant buffer 和 IndexBuffer 。constant表明了constant buffer中的資料，在一次draw call的執行過程中都是不變的，用來從 CPU 傳資料到 GPU。而IndexBuffer是儲存索引編號的緩衝區。關於 Constant Buffer 請看Constant Buffer的高效使用，讓你碼出質量

注意快取是需要去掉

// 其他被忽略的程式碼 public void Dispose（） { _renderTargetView。Dispose（）； _swapChain。Dispose（）； _d3DDevice。Dispose（）； _d3DDeviceContext。Dispose（）； _renderForm？。Dispose（）； _triangleVertexBuffer。Dispose（）； }

畫素著色器

為了畫出三角形，需要使用頂點著色器和畫素著色器。

使用這兩個著色器因為頂點著色器負責加工頂點集合，可以用來做變換，如移動旋轉頂點。而畫素著色器負責每個畫素，如何畫出每個畫素和紋理。

定義兩個私有變數，表示兩個著色器

private D3D11。VertexShader _vertexShader； private D3D11。PixelShader _pixelShader；

建立的著色器需要使用 D3DCompiler 編譯著色器檔案，編譯檔案的速度很快

using SharpDX。D3DCompiler； // 其他被忽略的程式碼 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）； } }

可以從程式碼發現使用了兩個檔案，所以接下來就需要建立兩個檔案，這兩個檔案使用的是 hlsl 來寫，關於 hlsl 不屬於本文的內容，所以沒有詳細告訴大家，建議複製一下程式碼。這裡建立了著色器需要使用下面程式碼進行設定

// 其他被忽略的程式碼 _d3DDeviceContext。VertexShader。Set（_vertexShader）； _d3DDeviceContext。PixelShader。Set（_pixelShader）； _d3DDeviceContext。InputAssembler。PrimitiveTopology = PrimitiveTopology。TriangleList；

現在的 InitializeShaders 方法看起來就是如下

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）； } _d3DDeviceContext。VertexShader。Set（_vertexShader）； _d3DDeviceContext。PixelShader。Set（_pixelShader）； _d3DDeviceContext。InputAssembler。PrimitiveTopology = PrimitiveTopology。TriangleList； }

這裡還使用

PrimitiveTopology

設定如何畫出來，更多請看Primitive Topologies

因為用到了兩個特殊的檔案，現在右擊專案新增兩個文字。

然後建立一個文字檔案，注意文字的名字，一個是 PixelShader。hlsl 另一個是 VertexShader。hlsl ，需要點選新建項才可以建立文字。為什麼需要使用文字，因為這樣編譯選項就不需要自己選

現在就建立了兩個檔案，請看自己的工程是否存在下面兩個檔案

現在需要右擊兩個檔案

PixelShader。hlsl

和

VertexShader。hlsl

屬性，選擇輸出

開啟

VertexShader。hlsl

並且寫入下面程式碼

float4 main（float4 position ： POSITION） ： SV_POSITION{ return position；}

上面程式碼就是建立一個 main 函式，寫法和 C 差不多，具體的意思在這裡不會告訴大家，因為關於這個的寫法是很複雜，這裡複製就好

開啟

PixelShader。hlsl

輸入下面程式碼

float4 main（float4 position ： SV_POSITION） ： SV_TARGET{ return float4（1。0， 0。0， 0。0， 1。0）；}

這裡也不解釋程式碼的意思

開啟 KikuSimairme 類，在建構函式新增 InitializeShaders 初始化

// 其他被忽略的程式碼 public KikuSimairme（） { _renderForm = new RenderForm（）； _renderForm。ClientSize = new Size（Width， Height）； InitializeDeviceResources（）； InitializeTriangle（）； InitializeShaders（）； }

而且在清理的時候需要關閉

_vertexShader

，請看程式碼

public void Dispose（） { // 其他被忽略的程式碼 _vertexShader。Dispose（）； _pixelShader。Dispose（）； }

如果在

var pixelShaderByteCode = ShaderBytecode。CompileFromFile（“PixelShader。hlsl”， “main”， “ps_4_0”， ShaderFlags。Debug）

出現

System。IO。FileNotFoundException

，那麼就是

PixelShader。hlsl

右擊屬性沒有輸出到和 exe 相同的資料夾

輸入層

現在已經有了頂點快取和頂點資料。但是 DirectX 同樣需要知道資料的結構和每個頂點型別，所以需要使用輸入層。建立輸入層需要兩步，首先需要描述每個頂點，然後從頂點建立輸入層。

因為這裡就使用一個頂點集合，所以只需要建立一個輸入元素集合

private D3D11。InputElement［］ _inputElements = new D3D11。InputElement［］ { new D3D11。InputElement（“POSITION”， 0， Format。R32G32B32_Float， 0）}；

這裡的

POSITION

可以在 shader 的程式碼被識別，這個字串就是語義，用於匹配輸入的材質的簽名。第二個引數 0 就是語義槽的使用，表示使用哪個，在有多個

POSITION

語義的例子才使用。第三個引數就是資料的型別，使用的元素是包括三個浮點數，所以使用

Float

，還記得為什麼是三個浮點數？原因在三維的空間使用三個浮點數可以表示一個點。

在剛才的初始化函式獲取簽名，透過編譯的程式碼

// 其他被忽略的程式碼 private void InitializeShaders（） { ShaderSignature inputSignature； using （var vertexShaderByteCode = ShaderBytecode。CompileFromFile（“VertexShader。hlsl”， “main”， “vs_4_0”， ShaderFlags。Debug）） { inputSignature = ShaderSignature。GetInputSignature（vertexShaderByteCode）； // 其他被忽略的程式碼 } // 其他被忽略的程式碼 }

建立輸入層的私有變數，建立輸入層需要輸入簽名和輸入元素

private D3D11。InputLayout _inputLayout； private ShaderSignature _inputSignature； private void InitializeShaders（） { using （var vertexShaderByteCode = ShaderBytecode。CompileFromFile（“VertexShader。hlsl”， “main”， “vs_4_0”， ShaderFlags。Debug）） { _inputSignature = ShaderSignature。GetInputSignature（vertexShaderByteCode）； _vertexShader = new D3D11。VertexShader（_d3DDevice， vertexShaderByteCode）； } _inputLayout = new D3D11。InputLayout（_d3DDevice， _inputSignature， _inputElements）； _d3DDeviceContext。InputAssembler。InputLayout = _inputLayout； // 其他被忽略的程式碼 }

建立的程式碼第一個引數就是剛才使用的 D3D 裝置，第二個就是剛才的輸入簽名，最後一個就是輸入元素。

這裡建立了一個私有變數，最後還是需要去掉他

public void Dispose（） { // 其他被忽略的程式碼 _inputLayout。Dispose（）； _inputSignature。Dispose（）； }

設定 ViewPort

在開始畫之前需要先設定 ViewPort ，在 DirectX 使用的座標是 Normalized Device Coordinates 左上角是 −1，−1−1，−1，右下角是 1，11，1 ，建立私有變數用來放 ViewPort 程式碼

private Viewport _viewport； private void InitializeDeviceResources（） { // 其他被忽略的程式碼 _viewport = new Viewport（0， 0， Width， Height）； _d3DDeviceContext。Rasterizer。SetViewport（_viewport）； }

畫出頂點

在 Draw 畫出頂點

private void Draw（） { _d3DDeviceContext。OutputMerger。SetRenderTargets（_renderTargetView）； _d3DDeviceContext。ClearRenderTargetView（_renderTargetView， ColorToRaw4（Color。Coral））； _d3DDeviceContext。InputAssembler。SetVertexBuffers（0， new D3D11。VertexBufferBinding（_triangleVertexBuffer， Utilities。SizeOf（）， 0））； _d3DDeviceContext。Draw（_vertices。Length， 0）； _swapChain。Present（1， PresentFlags。None）； RawColor4 ColorToRaw4（Color color） { const float n = 255f； return new RawColor4（color。R / n， color。G / n， color。B / n， color。A / n）； } }

上面程式碼 SetVertexBuffers 是告訴

_d3DDeviceContext

使用頂點快取，第二個引數就是告訴每個頂點的長度

使用

_d3DDeviceContext。Draw

可以從頂點快取畫出，第二個引數就是指定畫出的偏移，從那個頂點開始畫，第一個引數是畫多少個。如輸入

3，2

就是從第2個開始畫三個

執行程式碼

參見：SharpDX Beginners Tutorial Part 4： Drawing a triangle - Johan Falk

作者 https：//blog。lindexi。com