使用 VS2017 开始 DirectX 之旅

在很多 DX11 的学习资料中，都告诉你，需要安装 DirectX SDK。但微软在发布 Windows 8 操作系统之后，就把 DirectX SDK 集成进了 Windows SDK，所以用 Visual Studio 2017 的小伙伴就不再需要安装任何额外的安装包了，只要在安装 VS 的时候装了 Visual C++ 和 Windows SDK，就可以直接愉快的开始 DX 的学习之旅了。

虽说不用安装，不代表在第一次学习 DX 的时候不会掉进坑里，所以这里手把手的从安装 VS2017 开始，到成功运行第一个 DirectX 程序。

1. 安装 Visual Studio 2017

官方下载网址

下载 Visual Studio 2017 社区版，到本地双击运行，等它安装完成后看到这个界面：

选择安装内容
还要安装这个选项

勾选之后，点击右下角安装按钮，等待一段时间，安装 Visual Studio。建议安装完成后不要删除这个安装管理器，以后会有用的。

注：因为我的电脑上已经安装了 Visual Studio ，所以右下角显示的修改按钮。

2. 运行 Visual Studio 2017

安装完成后，第一次运行 VS，可以看到这个界面。

运行 VS 2017

点击左上角 文件-> 新建 -> 项目，可以看到如下的项目导航界面：

新建项目

在这里，你只要正确安装了 Visual Studio 2017 ，就可以在右边选择你想创建的项目类型，而我们的 DirectX 项目在这里创建。

VS 提供的 DX 项目模板

但今天我不算这样创建，我们从一个空项目开始，一步一步构建一个 DirectX 项目，这样也方便我们了解 DX 代码的结构。

3. 创建空项目

初学 C++ 的时候，大家肯定都写过控制台程序。而开发 DX ，我们就不能再用控制台程序了，因为黑乎乎的控制台是显示不出丰富多彩的图形的。所以这里要创建桌面引用程序。

这时，可能有的以前用过 VS2015 或者 VS2012 的朋友第一用 VS2017 的时候会有点犯糊涂，因为以前最经典的Win32 项目创建选项没有了，我第一次用也蒙了很久。原来再升级到 VS2017 时，原来的 Win32 桌面应用的选项被改成了 Windows 桌面向导。当你用这个开始创建项目的时候，你会发现它还是原来的味道。

注：如果用 VS2015 的朋友，这里就选择创建 Win32 桌面程序，项目的设置和这里用 VS2017 创建的设置一模一样。

选择项目
项目设置

创建完成发现什么代码都没有，这很完美，干干净净的。下面就开始写代码

4. DirectX 的代码

因为是 Windows 应用程序，自然绕不开 Win32 这道坎。这里我选择写的代码是 DirectX11 的，至于 DirectX 12，还没开这个坑。

4.1 创建 d3dUtility.h 头文件

将下面代码复制进去：

#pragma once
#pragma comment(lib,"d3d11.lib")
#pragma comment(lib, "d3dcompiler.lib")
#pragma comment(lib, "dxguid.lib")
#pragma comment(lib, "winmm.lib")

#ifndef __d3dUtilityH__
#define __d3dUtilityH__

#include <Windows.h>

// 数学库
#include <DirectXMath.h>
#include <DirectXPackedVector.h>
#include <DirectXColors.h>

// DirectX11 相关库
#include <d3d11.h>
#include <d3dcompiler.h>

namespace d3d {
    // 初始化D3D
    bool InitD3D(HINSTANCE hInstance, int width, int height,
        ID3D11RenderTargetView** renderTargetView,
        ID3D11DeviceContext** immediateContext,
        IDXGISwapChain** swapChain,
        ID3D11Device** device,
        ID3D11Texture2D** depthStencilBuffer,
        ID3D11DepthStencilView** depthStencilView);

    // 消息循环
    int EnterMsgLoop(bool(*ptr_display)(float timeDelta));

    // 回调函数
    LRESULT CALLBACK WndProc(
        HWND,
        UINT msg,
        WPARAM,
        LPARAM lParam
    );
}
#endif // !__d3dUtilityH__

4.2 创建 d3dUtility.cpp 文件

将下面代码复制进去

//这是我们自己创建的"d3dUtility.h"头文件
#include "d3dUtility.h"

//D3D初始化
//这个函数中包括两个部分：第一部分：创建一个窗口；第二部分：初始化D3D
//函数参数包括：
//1. HINSTANCE hInstance  当前应用程序实例的句柄
//2. int width            窗口宽 
//3. int height           窗口高
//4. ID3D11RenderTargetView** renderTargetView 目标渲染视图指针
//5. ID3D11DeviceContext** immediateContext    设备上下文指针，设备上下文包含设备的使用环境和设置
//6. IDXGISwapChain** swapChain                交换链指针，用于描述交换链的特性
//7. ID3D11Device** device                     设备用指针，每个D3D程序至少有一个设备
//8. ID3D11Texture2D** depthStencilBuffer;      //深度/模板缓冲区
//9. ID3D11DepthStencilView** depthStencilView;     //深度/模板视图

bool d3d::InitD3D(
    HINSTANCE hInstance,
    int width,
    int height,
    ID3D11RenderTargetView** renderTargetView,
    ID3D11DeviceContext** immediateContext,
    IDXGISwapChain** swapChain,
    ID3D11Device** device,
    ID3D11Texture2D** depthStencilBuffer,
    ID3D11DepthStencilView** depthStencilView)
{
    //***********第一部分：创建一个窗口开始***************
    //这部分的代码和实验一中的创建窗口代码基本一致，具体参数的注释可以参考实验一
    //创建窗口的4个步骤：1 设计一个窗口类；2 注册窗口类；3 创建窗口；4 窗口显示和更新 
    //1 设计一个窗口类
    WNDCLASS wc;

    wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wc.lpfnWndProc = (WNDPROC)d3d::WndProc;
    wc.cbClsExtra = 0;
    wc.cbWndExtra = 0;
    wc.hInstance = hInstance;
    wc.hIcon = LoadIcon(0, IDI_APPLICATION);
    wc.hCursor = LoadCursor(0, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
    wc.lpszMenuName = 0;
    wc.lpszClassName = L"Direct3D11App";

    //2 注册窗口类
    if (!RegisterClass(&wc))
    {
        ::MessageBox(0, L"RegisterClass() - FAILED", 0, 0);
        return false;
    }

    //3 创建窗口
    HWND hwnd = 0;
    hwnd = ::CreateWindow(L"Direct3D11App",
        L"D3D11",
        WS_OVERLAPPEDWINDOW,
        CW_USEDEFAULT,
        CW_USEDEFAULT,
        width,
        height,
        0,
        0,
        hInstance,
        0);

    if (!hwnd)
    {
        ::MessageBox(0, L"CreateWindow() - FAILED", 0, 0);
        return false;
    }

    //4 窗口显示和更新
    ::ShowWindow(hwnd, SW_SHOW);
    ::UpdateWindow(hwnd);
    //***********第一部分：创建一个窗口结束***************

    //***********第二部分：初始化D3D开始***************
    //初始化D3D设备主要为以下步骤
    //1. 描述交换链，即填充DXGI_SWAP_CHAIN_DESC结构
    //2. 使用D3D11CreateDeviceAndSwapChain创建D3D设备（ID3D11Device）
    //   设备上下文接口（ID3D11DeviceContext），交换链接口（IDXGISwapChain）
    //3. 创建目标渲染视图（ID3D11RenderTargetView）
    //4. 设置视口（View Port）   


    //第一步，描述交换链，即填充DXGI_SWAP_CHAIN_DESC结构
    DXGI_SWAP_CHAIN_DESC sd;                           //首先声明一个DXGI_SWAP_CHAIN_DESC的对象sd
    ZeroMemory(&sd, sizeof(sd));                   //用ZeroMemory对sd进行初始化，ZeroMemory的用法见实验一的补充知识
    sd.BufferCount = 1;                                //交换链中后台缓存数量，通常为1
    sd.BufferDesc.Width = width;                       //缓存区中的窗口宽
    sd.BufferDesc.Height = height;                     //缓存区中的窗口高
    sd.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM; //指定32位像素格式，表示红绿蓝Alpha各8位，其他格式见书P50
    sd.BufferDesc.RefreshRate.Numerator = 60;          //刷新频率的分子为60
    sd.BufferDesc.RefreshRate.Denominator = 1;         //刷新频率的分母为1，即刷新频率为每秒6次
    sd.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;  //用来描述后台缓存的用法控制CPU对后台缓存的访问 
    sd.OutputWindow = hwnd;                            //指向渲染目标窗口的句柄
    sd.SampleDesc.Count = 1;                           //多重采样的属性，本例中不采用多重采样即，
    sd.SampleDesc.Quality = 0;                         //所以Count=1，Quality=0
    sd.Windowed = TRUE;                                //TRUE为窗口模式，FALSE为全屏模式
    //sd.BufferDesc.Scaling = DXGI_MODE_SCALING_UNSPECIFIED;
    //sd.BufferDesc.ScanlineOrdering = DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER_UNSPECIFIED;

    //第二步，创建设备，交换链以及立即执行上下文
    //创建一个数组确定尝试创建Featurelevel的顺序
    D3D_FEATURE_LEVEL featureLevels[] =
    {
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_0, //D3D11 所支持的特征，包括shader model 5
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_1, //D3D10 所支持的特征，包括shader model 4.
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_0,
    };

    //获取D3D_FEATURE_LEVEL数组的元素个数
    UINT numFeatureLevels = ARRAYSIZE(featureLevels);

    //调用D3D11CreateDeviceAndSwapChain创建交换链，设备，和设备上下文
    //分别存入swapChain，device，immediateContext
    if (FAILED(D3D11CreateDeviceAndSwapChain(
        NULL,                       //确定显示适配器，NULL表示默认显示适配器
        D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,   //选择驱动类型，这里表示使用三维硬件加速
        NULL,                       //只有上一个参数设置D3D_DRIVER_TYPE_SOFTWARE时，才使用这个参数
        0,                          //也可以设置为D3D11_CREATE_DEVICE_DEBUG开启调试模式
        featureLevels,              //前面定义的D3D_FEATURE_LEVEL数组
        numFeatureLevels,           //D3D_FEATURE_LEVEL的元素个数
        D3D11_SDK_VERSION,          //SDK的版本，这里为D3D11
        &sd,                        //前面定义的DXGI_SWAP_CHAIN_DESC对象
        swapChain,                  //返回创建好的交换链指针，InitD3D函数传递的实参
        device,                     //返回创建好的设备用指针，InitD3D函数传递的实参
        NULL,                       //返回当前设备支持的featureLevels数组中的第一个对象，一般设置为NULL
        immediateContext)))      //返回创建好的设备上下文指针，InitD3D函数传递的实参
    {
        ::MessageBox(0, L"CreateDevice - FAILED", 0, 0);  //如果创建失败，弹出消息框
        return false;
    }

    //第三步，创建并设置渲染目标视图
    HRESULT hr = 0;         //COM要求所有的方法都会返回一个HRESULT类型的错误号
    ID3D11Texture2D* pBackBuffer = NULL;      //ID3D11Texture2D类型的，后台缓存指针
    //调用GetBuffer()函数得到后台缓存对象，并存入&pBackBuffer中
    hr = (*swapChain)->GetBuffer(0,                        //缓存索引，一般设置为0
        __uuidof(ID3D11Texture2D), //缓存类型
        (LPVOID*)&pBackBuffer);   //缓存指针
//判断GetBuffer是否调用成功
    if (FAILED(hr))
    {
        ::MessageBox(0, L"GetBuffer - FAILED", 0, 0); //如果调用失败，弹出消息框
        return false;
    }

    //调用CreateRenderTargetView创建好渲染目标视图，创建后存入renderTargetView中
    hr = (*device)->CreateRenderTargetView(pBackBuffer,            //上面创建好的后台缓存
        NULL,                   //设置为NULL得到默认的渲染目标视图
        renderTargetView);     //返回创建好的渲染目标视图，InitD3D函数传递的实参
    pBackBuffer->Release();   //释放后台缓存
    //判断CreateRenderTargetView是否调用成功
    if (FAILED(hr))
    {
        ::MessageBox(0, L"CreateRender - FAILED", 0, 0);  //如果调用失败，弹出消息框
        return false;
    }
    //************************增加的步骤************************
    D3D11_TEXTURE2D_DESC dsDesc;
    dsDesc.Format = DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT;  //这里表示24位用于深度缓存，8位用于模板缓存
    dsDesc.Width = 800;                             //深度模板缓存的宽度
    dsDesc.Height = 600;                            //深度模板缓存的高度
    dsDesc.BindFlags = D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL;    //绑定标识符
    dsDesc.MipLevels = 1;
    dsDesc.ArraySize = 1;
    dsDesc.CPUAccessFlags = 0;                      //CPU访问标识符，0为默认值
    dsDesc.SampleDesc.Count = 1;                    //多重采样的属性，本例中不采用多重采样即，
    dsDesc.SampleDesc.Quality = 0;                  //所以Count=1，Quality=0
    dsDesc.MiscFlags = 0;
    dsDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;

    //创建深度模板缓存
    hr = (*device)->CreateTexture2D(&dsDesc, 0, depthStencilBuffer);
    if (FAILED(hr))
    {
        MessageBox(NULL, L"Create depth stencil buffer failed!", L"ERROR", MB_OK);
        return false;
    }
    //创建深度模板缓存视图
    hr = (*device)->CreateDepthStencilView(*depthStencilBuffer, 0, depthStencilView);
    if (FAILED(hr))
    {
        MessageBox(NULL, L"Create depth stencil view failed!", L"ERROR", MB_OK);
        return false;
    }
    //将渲染目标视图和深度模板缓存视图绑定到渲染管线
    (*immediateContext)->OMSetRenderTargets(1,                   //绑定的目标视图的个数
        renderTargetView,    //渲染目标视图，InitD3D函数传递的实参
        *depthStencilView);  //绑定模板
//************************增加的步骤************************
/*
    //将渲染目标视图绑定到渲染管线
    (*immediateContext)->OMSetRenderTargets(1,                   //绑定的目标视图的个数
                                            renderTargetView,    //渲染目标视图，InitD3D函数传递的实参
                                            NULL );              //设置为NULL表示不绑定深度模板
*/
//第四步，设置视口大小，D3D11默认不会设置视口，此步骤必须手动设置  
    D3D11_VIEWPORT vp;    //创建一个视口的对象
    vp.Width = width;     //视口的宽
    vp.Height = height;   //视口的高
    vp.MinDepth = 0.0f;   //深度值的下限，**由于深度值是[0, 1]所以下限值是0
    vp.MaxDepth = 1.0f;   //深度值的上限，上限值是1
    vp.TopLeftX = 0;      //视口左上角的横坐标
    vp.TopLeftY = 0;      //视口左上角的总坐标

    //设置视口
    (*immediateContext)->RSSetViewports(1,     //视口的个数
        &vp); //上面创建的视口对象

    return true;
    //***********第二部分：初始化D3D结束***************
}


//消息循环，和之前"Hello World"程序中Run()起到同样的功能
//bool (*ptr_display)(float timeDelta)表示传递一个函数指针作为参数
//这个函数有一个float类型的参数，有一个bool类型的返回
int d3d::EnterMsgLoop(bool(*ptr_display)(float timeDelta))
{
    MSG msg;
    ::ZeroMemory(&msg, sizeof(MSG));                  //初始化内存

    static float lastTime = (float)timeGetTime();     //第一次获取当前时间

    while (msg.message != WM_QUIT)
    {
        if (::PeekMessage(&msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE))
        {
            ::TranslateMessage(&msg);
            ::DispatchMessage(&msg);
        }
        else
        {
            float currTime = (float)timeGetTime();            //第二次获取当前时间
            float timeDelta = (currTime - lastTime)*0.001f;    //获取两次时间之间的时间差

            ptr_display(timeDelta);    //调用显示函数，这在后面实现图形的变化（如旋转）时会用到

            lastTime = currTime;
        }
    }
    return msg.wParam;
}

4.3 创建一个 Main.cpp 文件

将下面代码复制进去：

#include "d3dUtility.h"
 
ID3D11Device* device = NULL;                    // D3D11设备指针
IDXGISwapChain* swapChain = NULL;               // 交换链指针
ID3D11DeviceContext* immediateContext = NULL;   // 执行上下文
ID3D11RenderTargetView* renderTargetView = NULL;// 渲染目标视图指针
ID3D11DepthStencilView* depthStencilView = NULL;//深度模板视图
ID3D11Texture2D* depthStencilBuffer = NULL;     //深度缓存



bool Setup() {
    return true;
}

void Cleanup() {
    if (device) device->Release();
    if (immediateContext) immediateContext->Release();
    if (swapChain) swapChain->Release();
    if (renderTargetView) renderTargetView->Release();
    if (depthStencilView) depthStencilView->Release();
    if (depthStencilBuffer) depthStencilBuffer->Release();
}

bool Display(float timeDelta) {
    if (device) {
        float ClearColor[4] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };
        immediateContext->ClearRenderTargetView(renderTargetView, ClearColor);
        swapChain->Present(0, 0);
    }
    return true;
}

/*回调函数*/
LRESULT CALLBACK d3d::WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (msg)
    {
    case WM_DESTROY:
        ::PostQuitMessage(0);
        break;

    case WM_KEYDOWN:
        if (wParam == VK_ESCAPE)
            ::DestroyWindow(hwnd);
        break;
    }
    return ::DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
}

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinstance,
    HINSTANCE prevInstance,
    PSTR cmdLine,
    int showCmd)
{

    //初始化
    //**注意**:最上面声明的IDirect3DDevice9指针，在这里作为参数传给InitD3D函数
    if (!d3d::InitD3D(hinstance,
        800,
        600,
        &renderTargetView,
        &immediateContext,
        &swapChain,
        &device,
        &depthStencilBuffer,
        &depthStencilView))// [out]The created device.
    {
        ::MessageBox(0, L"InitD3D() - FAILED", 0, 0);
        return 0;
    }

    if (!Setup())
    {
        ::MessageBox(0, L"Setup() - FAILED", 0, 0);
        return 0;
    }

    d3d::EnterMsgLoop(Display);

    Cleanup();

    return 0;
}

5. 编译运行

编译运行的结果就是这样的：

运行结果

有人会说：“我靠这不还是黑框框吗？这么多代码，说好的图形呢？”但实时结果就是如此，几百行代码下来，只是个黑框。万事开头难，这就是第一个 DirectX 项目，代码里包含了 DX 的基本结构。而这些基本结构，就留到下一篇博客吧。

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  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
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    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
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    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
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  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
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  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
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