آموزش DirectX-Graphic

[Behzad AZ]

نکته : ضمن اينکه شما مي توانيد مقادير اعشاري floating point را براي مختصاتهاي x و y و z بکار ببريد ، Direct3D مختصاتها را با گردکردن آنها تخمين مي زند و بنابراين ممکنست باعث ايجاد نتايج ناخواسته شود .


CreateTLVertex.X = X
CreateTLVertex.Y = Y
CreateTLVertex.Z = Z
CreateTLVertex.rhw = rhw
CreateTLVertex.color = color
CreateTLVertex.specular = specular
CreateTLVertex.tu = tu
CreateTLVertex.tv = tv
End Function
حال بايستي تابع Render را بنويسيم :
Public Sub Render()
D3DDevice.Clear 0, ByVal 0, D3DCLEAR_TARGET, 0, 1#, 0
D3DDevice.BeginScene
D3DDevice.DrawPrimitiveUP D3DPT_TRIANGLESTRIP, 2, TriStrip(0), Len(TriStrip(0))x
D3DDevice.EndScene
D3DDevice.Present ByVal 0, ByVal 0, 0, ByVal 0
End Sub


ساختار اصلي براي اجراي توابع فوق بصورت زير است :


--Main part--
Initialize
Do While yourevent=true
Render
DoEvents
Loop ___

[Behzad AZ]

موضوع : آشنايي با برخي اصطلاحات

1- Mesh : مش ، مجموعه اي از face ها است که يک شي سه بعدي را روي صفحه تشکيل مي دهند .

۲ - Face : يک چند ضلعی است که توسط مجموعه ای از نقاط به نام vertex ساخته مي شود .

۳ - Vertex : يک نقطه در فضاي سه بعدي است که براي دادن موقعيت ، scale و زاويه يک face استفاده مي شود .

۴ - Direct3D از شيي بنام D3DVERTEX براي نمايش يک Vertex استفاده مي کند . براي ساخت face نيز از آرايه اي از vertex ها استفاده مي شود . آرايه هميشه بايستي قابل تقسيم به سه باشد زيرا اشکال از face هاي مثلثي ساخته مي شوند . هنگاميکه اين مثلثها کنار هم گذاشته شوند ، شي سه بعدي را مي سازند . Direct3D از بافري با نام Index Buffer استفاده مي کند که با direct3D مي گويد که با چه ترتيبي vertex ها را رسم نمايد . index ها بايستي هميشه در جهت عقربه هاي ساعت مشخص شوند .


موضوع : اختصاص بافت Texture به اشکال دو بعدي

در اين درس مي خواهيم يک مربع که داراي بافت مي باشد را رسم کنيم . براي اينکار از کتابخانه کمکي D3DX8 استفاده مي کنيم . همچنين شي Direct3DTexture8 را نيز استفاده مي نمائيم .


Dim D3DX as D3DX8
Dim Texture as Direct3DTexture8

[Behzad AZ]

حال بايستي در تابع Initialize بافت مربوطه را از روي يک فايل تصويري load کنيم :


Private Function Initialize as boolean
.
.
.
Set Texture=D3DX8.CreateTextureFromFile(D3DDevice,app. path & yourfilename) x
end function


تابع Render نيز بصورت زير خواهد بود :


Private Sub Render
D3DDevice.clear 0,byval 0,D3DCLEAR_TARGET,0,1#,0
D3DDevice.beginscence
D3DDevice.SetTexture 0,Texture
D3DDevice.DrawprimitiveUP D3DPT_TRIANGLESTRIP,2,Tripstrip(0),len(Tristrip(0) )x
.
.
.
end functio

[Behzad AZ]

قسمت ششم!

موضوع : مفاهيم اوليه رسم اشکال سه بعدي در DirectX 8

در اين درس با استفاده از Direct3D يک مکعب را رسم مي کنيم . براي اين منظور ابتدا نياز به يک بافر داريم که بتوانيم شکل مورد نظر خود را در آن ذخيره کنيم :


Dim VBuffer as Direct3DVertexBuffer8


براي رسم مکعب از vertex هاي سه بعدي استفاده مي کنيم . براي اينکار نياز به تعريف يک تايپ جديد داريم :


Private Type LITVERTEX
x as single
y as single
z as single
color as long
specular as long
tu as single
tv as single
end type


توصيف گر اين فرمت ، بصورت زير است :


Const Lit_FVF = (D3DFVF_XYZ Or D3DFVF_DIFFUSE Or D3DFVF_SPECULAR Or D3DFVF_TEX1)x


براي توصيف مکعب در اين درس از روشي غيرکارامد استفاده شده است . به اين ترتيب که از ۳۶ عدد vertex استفاده شده ( در درسهاي بعدي متدهايي معرفي خواهند شد که اجازه مي دهند از ۸ عدد vertex باري توصيف مکعب استفاده کنيد ) .


Dim cube(35) as LITVERTEX

[Behzad AZ]

سپس بايد يکسري ماتريس سه بعدي تعريف کنيم :
اولين ماتريس ، matworld است که نشان مي دهد چگونه vertex ها در فضاي سه بعدي قرار گرفته اند . دومين ماتريس ، matview است که نشان مي دهد دوربين ( نقطه ديد ) در کجا قرار گرفته و سومين ماتريس ، matproj است که نشان مي دهد دوربين چگونه دنياي سه بعدي را روي صفحه دو بعدي نشان مي دهد :


Dim matworld as D3DMATRIX
Dim matview as D3DMATRIX
Dim matproj as D3DMATRIX


در تابع Initialize قبل از ساخت device بايستي چک کنيم که آيا مي توانيم از يک بافر Z شانزده بيتي استفاده کنيم يا نه ؟


If D3D.CheckDeviceFormat(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, DispMode.Format, D3DUSAGE_DEPTHSTENCIL, D3DRTYPE_SURFACE, D3DFMT_D16) = D3D_OK Then
D3DWindow.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16 '16 bit Z-Buffer


حال بايستي متد D3DCreateDevice را اجرا کنيد . سپس بايد سيستم سايه زني vertex را با فرمت vertex مان تنظيم کنيم :


D3DDevice.SetVertexShader Lit_FVF


همچنين سيستم نورپردازي را غير فعال مي کنيم :


D3DDevice.SetRenderState D3DRS_LIGHTING, False


Direct3D هيچ مثلثي را که در ديد شما نباشد رسم نخواهد کرد . براي متوقف کردن اين امر بايستي حالت culling آنرا متوقف کنيد همچنين vertex ها را بترتيب عقربه هاي ساعت معرفي کنيد :


D3DDevice.SetRenderState D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE


سپس بايد فرمت بافر Z را فعال سازيد :


D3DDevice.SetRenderState D3DRS_ZENABLE, 1

[Behzad AZ]

تعريف ماترسها

1 - World Matrix : اين ماتريس براي نگهداري تمام vertex هايي که براي رندر فرستاده مي شوند بکار مي رود . مقادير موجود در اين ماتريس ، موقعيت يک vertex را مي تواند تغيير دهد . يکي از کاربردهاي آن انجام دورانrotation ، انتقال transmittion و تغییر اندازه scaling است .
برای ساخت اين ماتريس از دستور زير استفاده می کنيم :


D3DXMatrixIdentify matworld


حال اين ماتريس را براي device مربوطه تاييد مي کنيم :


D3DDevice.SetTransform D3DTS_WORLD,matworld


۲ - View Matrix : اين ماتريس را بعنوان يک دوربين در نظر بگيريد که بوسيله يک نقطه شروع و يک نقطه پاياني مشخص مي شود ( مشابه يک up vector که معمولاً در طول محور y رو به بالاست ) :


D3DXMatrixLookAtLH matView, MakeV(0, 5, 9), MakeV(0, 0, 0),MakeV(0, 1, 0) x
D3DDevice.SetTransform D3DTS_VIEW, matView


تابع MakeV که در اينجا استفاده شده بصورت زير است :


Private Function MakeV(x As Single, y As Single, z As Single) As D3DVECTOR
MakeV.x = x
MakeV.y = y
MakeV.z = z
End Function

[Behzad AZ]

۳ - Projection Matrix : اين ماتريس مشخص مي کند چه منطقه اي از فضاي جهاني براي رندر کردن visible باشد . همچنين مشخص مي کند چه مقدار مي توانيم بطور افقي ببينيم ( زاويه ديد بزرگتر منجر به ديد بزرگتر مي شود ) :


D3DXMatrixPerspectiveFovLH matProj, pi / 4, 1, 0.1, 500


در دستور فوق از زاويه ديد pi/4 راديان استفاده شده همچنين نسبت 1:1 استفاده شده است . قسمتهاي سوم و چهارم مشخص مي کنند فقط مثلثهايي کشيده شوند که با ابعاد بزرگتر از يکدهم دوربين و کوچکتر از ۵۰۰ برابر دوربين هستند .
حال دستور اختصاص به device را خواهيم داشت :


D3DDevice.SetTransform D3DTS_PROJECTION, matProj


بعد از تعريف ماتريسها بايستي تابع InitializeGeometry را صدا کنيم . در اين تابع از يک ثابت با نام DFC استفاده شده است . اگر DFC=1 باشد مکعب بطور کامل کشيده مي شود و اگر بزرگتر از يک باشد ، face هاي آن جدا از هم ديده خواهند شد . همچنين توجه کنيد که از بافرهاي vertex براي ذخيره داده vertex ها استفاده شده است . ساختار اين تابع بصورت زير خواهد بود :
۱ - پر کردن ساختارهاي vertex


'Front
Cube(0) = CreateLitVertex(-1, 1, DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(1) = CreateLitVertex(1, 1, DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(2) = CreateLitVertex(-1, -1, DFCcolor, 0, 0, 0)x
Cube(4) = CreateLitVertex(-1, -1, DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(5) = CreateLitVertex(1, -1, DFC, color, 0, 0, 0)x
'Back
Cube(6) = CreateLitVertex(-1, 1, -DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(7) = CreateLitVertex(1, 1, -DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(8) = CreateLitVertex(-1, -1, -DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(9) = CreateLitVertex(1, 1, -DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(10) = CreateLitVertex(-1, -1, -DFC, color, 0, 0, 0)x
Cube(11) = CreateLitVertex(1, -1, -DFC, color, 0, 0, 0)x
'Right
Cube(12) = CreateLitVertex(-DFC, 1, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(13) = CreateLitVertex(-DFC, 1, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(14) = CreateLitVertex(-DFC, -1, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(15) = CreateLitVertex(-DFC, 1, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(16) = CreateLitVertex(-DFC, -1, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(17) = CreateLitVertex(-DFC, -1, 1, color, 0, 0, 0)x
'Left
Cube(18) = CreateLitVertex(DFC, 1, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(20) = CreateLitVertex(DFC, -1, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(21) = CreateLitVertex(DFC, 1, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(22) = CreateLitVertex(DFC, -1, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(23) = CreateLitVertex(DFC, -1, 1, color, 0, 0, 0)x
'Top
Cube(24) = CreateLitVertex(-1, DFC, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(25) = CreateLitVertex(1, DFC, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(26) = CreateLitVertex(-1, DFC, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(27) = CreateLitVertex(1, DFC, 1, cocolor, 0, 0, 0)x
Cube(29) = CreateLitVertex(1, DFC, -1, color, 0, 0, 0)x
'Bottom
Cube(30) = CreateLitVertex(-1, -DFC, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(31) = CreateLitVertex(1, -DFC, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(32) = CreateLitVertex(-1, -DFC, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(33) = CreateLitVertex(1, -DFC, 1, color, 0, 0, 0)x
Cube(34) = CreateLitVertex(-1, -DFC, -1, color, 0, 0, 0)x
Cube(35) = CreateLitVertex(1, -DFC, -1, color, 0, 0, 0)x

[Behzad AZ]

2 - ساخت يک بافر vertex خالي با سايز مورد نظر :


Set VBuffer = D3DDevice.CreateVertexBuffer(Len(Cube(0)) * 36, 0, Lit_FVF, D3DPOOL_DEFAULT)x


3 - پر کردن بافر مربوطه با داده ها :


D3DVertexBuffer8SetData VBuffer, 0, Len(Cube(0)) * 36, 0, Cube(0)x


حال به سراغ روتين Render مي رويم :


Public Sub Render
D3DDevice.Clear 0, ByVal 0, D3DCLEAR_TARGET Or D3DCLEAR_ZBUFFER, 0, 1#, 0 '//Clear the screen black
D3DDevice.BeginScene
D3DDevice.SetStreamSource 0, VBuffer, Len(Cube(0))x
D3DDevice.DrawPrimitive D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 12
D3DDevice.EndScene
D3DDevice.Present ByVal 0, ByVal 0, 0, ByVal 0
End Sub


ساختار اصلي برنامه بصورت زير خواهد بود :


Dim RotateAngle As Single
Dim matTemp As D3DMATRIX '//To hold temporary
call Initialize
Do While bRunning
RotateAngle = RotateAngle + 0.1
If RotateAngle >= 360 Then RotateAngle = RotateAngle - 360
D3DXMatrixIdentity matWorld '//Reset our world matrix
D3DXMatrixIdentity matTemp
D3DXMatrixRotationX matTemp, RotateAngle * (pi / 180) x
D3DXMatrixMultiply matWorld, matWorld, matTemp
D3DXMatrixIdentity matTemp
D3DXMatrixRotationZ matTemp, RotateAngle * (pi / 180) x
D3DXMatrixMultiply matWorld, matWorld, matTemp
D3DDevice.SetTransform D3DTS_WORLD, matWorld
Render
DoEvents
Loop

[Behzad AZ]

موضوع : نورپردازي و اختصاص بافت به اشيا سه بعدي
در اين درس مي خواهيم به مکعب درس قبل بافت اختصاص داده و نيز آنرا با يک منبع نور ، نورپردازي کنيم .
ابتدا تايپ vertex ها را بصورت زير تعريف مي کنيم :


Private Type UnlitVertex
X As Single
Y As Single
Z As Single
nx As Single
ny As Single
nz As Single
tu As Single
tv As Single
End Type


توصيفگر اين فرمت بصورت زير خواهد بود :


Const Unlit_FVF = (D3DFVF_XYZ Or D3DFVF_NORMAL Or D3DFVF_TEX1)


همچنين مکعب ما توسط ارايه زير مشخص مي شود :


Dim Cube2(35) As UnlitVertex

[Behzad AZ]

دو ثابت pi و rad را نيز بصورت زير تعريف مي کنيم :


Const pi As Single = 3.141592
Const Rad = pi / 180


براي اختصاص بافت به مکعب ، از شي Direct3DTexture8 استفاده مي شود :


Dim CubeTexture As Direct3DTexture8


براي نورپردازي ، از شي D3DLIGHT8 استفاده مي شود :


Dim Lights As D3DLIGHT8



تغييرات مورد نياز در تابع Initialize
بعد از ساخت شي D3DDevice در اين تابع ، پارامترهاي آنرا بصورت زير تنظيم مي کنيم :


D3DDevice.SetVertexShader Unlit_FVF
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_LIGHTING, 1
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_ZENABLE, 1
D3DDevice.SetRenderState D3DRS_AMBIENT, &H202020