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DirectX 3D编程入门教程二材质和纹理

来源：ChinaItLab　作者：　时间：2004-12-29

　　前言：
　　应几个网友的要求，利用工作之余，写了一篇DirectX 3D（简称D3D）编程入门教程。该教程适用于一些刚刚涉及D3D编程的朋友，读者必须有一定的C++ 和Win32的编程知识。在教程的最后，会给出一个完整的实例，让你显示一个活生生的三位物体。对一些大虾级的高手，这只能使班门弄斧了，同时也非常欢迎爱好D3D编程的朋友和我联系和交流，并提出宝贵意见。
　　该教程基于DirectX 8.0 Graphics, 一部分内容由DirectX 8.0 SDK 英文文档翻译而来，一部分是自己工作经验的总结，作者对此享有著作权，读者可任意拷贝和传播，但不包含商业的用途，转贴请注明出处。
　　
　　主要内容：
　　
　　1. 材质(Material)
　　1.1 材质基本概念
　　1.2 在Direct3D中的材质
　　1.3 在Direct3D中使用材质
　　2. 纹理(Texture)
　　2.1 纹理的基本概念以及限制
　　2.2 在DirectX3D中使用纹理
　　
　　1. 材质(Material)
　　
　　1.1 材质基本概念
　　
　　通俗的讲，材质是指构成现实中物体的材料，它使一个物体看上去更象金属做的，陶瓷做的，还是塑料的。
　　在现实生活中，当我们看一个铅球，凭眼睛的观察，手的触摸，还有保存在我们头脑里的一些生活的常识，我们很容易判别该球是金属做的，同样看到一只足球，我们也很容易知道他是橡胶做的。
　　这样就会产生一个问题，对显示屏中虚拟的物体，光凭眼睛我们怎样辨别它使金属的，还是塑料的呢？或者说，在电脑上我们怎样表示一个物体材质属性呢？
　　
　　1.2 在Direct3D中的材质
　　
　　在微软Direct3D中，是用物体对光的反射属性来表达一个物体的材质的，很显然，金属的物体和塑料的物体对光的反射会有不同的反射效果。这样做虽然有时会产生失真，但对于屏幕渲染来说也是足够了。
　　在D3D中，用下列属性来表示一个物体的材质：
　　
　　a. 物体对环境光(Ambient Light) 和漫射光(Diffuse Light)是怎样反射的？
　　b. 是否会产生高亮光( Specular Light)？（一般用来表示具有高反射属性的物体，比如，镜子）
　　c. 是否具有光的放射光(Emissive Light)属性？（可用来描述灯泡，太阳等光源物体）
　　
　　并且在D3D中定义了如下的结构，来描述一个物体的材质：
　　
　　typedef struct _D3DMATERIAL8 {
　　D3DCOLORVALUE Diffuse; // 对漫射光的反射
　　D3DCOLORVALUE Ambient; // 对环境光的反射
　　D3DCOLORVALUE Specular; // 顶点高光
　　D3DCOLORVALUE Emissive; // 顶点放射光
　　float Power; // 描述顶点高光亮的程度
　　} D3DMATERIAL8;
　　
　　1.3 在Direct3D中使用材质
　　
　　用如下的代码可以设置材质：
　　
　　HRESULT hr;
　　D3DMATERIAL8 material;
　　
　　// Set the RGBA for diffuse reflection.
　　material.Diffuse.r = 0.5f;
　　material.Diffuse.g = 0.0f;
　　material.Diffuse.b = 0.5f;
　　material.Diffuse.a = 1.0f;
　　
　　// Set the RGBA for ambient reflection.
　　material.Ambient.r = 0.5f;
　　material.Ambient.g = 0.0f;
　　material.Ambient.b = 0.5f;
　　material.Ambient.a = 1.0f;
　　
　　// Set the color and sharpness of specular highlights.
　　material.Specular.r = 1.0f;
　　material.Specular.g = 1.0f;
　　material.Specular.b = 1.0f;
　　material.Specular.a = 1.0f;
　　material.Power = 50.0f;
　　
　　// 设置材质调用该函数
　　hr = pd3dDev->SetMaterial( &material );
　　if( FAILED(hr) )
　　{
　　// Code to handle the error goes here.
　　}
　　
　　对材质更多的了解，请看D3D8.0 SDK的文档。
　　
　　2. 纹理(Texture)
　　
　　2.1 纹理的基本概念以及限制
　　
　　纹理可以理解为是物体的外表图案。在3D场景中，它极大的增加了物体的真实性。例如，我们可以在显示屏上画上一系列组合的矩形来表示一堵墙，但这样的墙看起来光秃秃的，颜色也不真实。如果我们再在上面加上一些划痕，磨损，苔迹，还有标语，使它看起来更象一堵真实的墙，这就是纹理。
　　在D3D中，物体的这些外表图案是存储在一些二维的图片中的，纹理也即是指这些二维的图片，它一般采用bmp或 ppm的图片格式。纹理上的每一个像素称为纹理像素(Texel).当然在DirectX 8.0中，它支持很多种的图片格式。
　　
　　也不是所有的位图都可以用来作纹理的，在DirectX 8.0中，对用来做纹理的位图有一些具体的要求：
　　a. 位图的尺寸（长和宽）必须是2的幂，例如 1，2，4，8...。
　　b. 不同的显卡对纹理的最大尺寸有不同的要求，有的支持1204x1204，有的仅支持256x256。对纹理的最小尺寸也有限制，我就有一款显卡，支持的纹理最小尺寸是8x8。
　　c. 有的显卡不支持不同长宽的纹理位图。
　　
　　2.2 在DirectX中使用纹理
　　
　　a. DirectX 8.0 定义了DIRECT3DTEXTURE8接口来管理纹理，声明一个纹理指针我们可用如下语句：
　　
　　LPDIRECT3DTEXTURE8 lpD3DTexture = NULL;
　　
　　b. 在DirectX 8.0中，从位图中建立一幅纹理，我们调用D3DX中为我们提供的一个函数，函数原型如下：
　　
　　HRESULT D3DXCreateTextureFromFileA(
　　LPDIRECT3DDEVICE8 pDevice, // 指向D3D设备的指针
　　LPCSTR pSrcFile, // 作为纹理的位图文件名
　　LPDIRECT3DTEXTURE8* ppTexture // 指向一个纹理地址的指针
　　);
　　
　　c. 纹理建立后，我们可用以下函数来设置纹理：
　　
　　HRESULT SetTexture(
　　DWORD Stage, // 纹理的入口索引号，D3D8.0最多支持8幅纹理，所以该值范围是[0，7]
　　IDirect3DBaseTexture8* pTexture // 要设置的纹理指针
　　);
　　
　　d. 以下是建立和设置纹理的代码实例
　　
　　HRESULT hr = 0;
　　LPDIRECT3DTEXTURE8 lpD3DTexture = NULL;
　　char strTextureFile[] = "tiger.bmp";
　　
　　// Create the texture
　　hr = D3DXCreateTextureFromFile( g_pd3dDevice,
　　strTextureFile,
　　&g_pMeshTextures[i] )
　　if( FAILED(hr) )
　　{
　　// Code to handle the error goes here.
　　}
　　
　　// Set the texture
　　g_pd3dDevice->SetTexture( 0, lpD3DTexture );
　　
　　在D3D编程中，纹理毫无疑问是一个非常重要而又复杂的概念。对于纹理，还有很多重要的概念我们没有涉及到，例如，纹理的地址模式，纹理混合，纹理过滤，MipMap纹理等等。建议初学者开始还是不要涉及到这些复杂的概念，等到学习加深后再去看SDK的文档。

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