D3D索引缓冲 - 画一个矩形

索引可以定义如何绘制几何体。比如，通过创建三角形来画一个四边形，每个三角形需要3个顶点，总共就需要6个顶点来创建一个四边形。若使用索引缓冲，则只需要4个顶点就可创建一个四边形。索引列表中第一个三角形的顶点为（0，1，2），第二个为（0，2，3）。类似如下帮助理解：



图片来自网址

一个索引列表通常是一个三角形列表。它们对绘制几何体是非常有用的，它们还能够保存顶点数。在加载模型时也是非常有用的。

索引：

若想要绘制一个四边形，在没有索引缓冲的情况下，需要绘制两个三角形。每个三角形包含3个顶点。因此顶点缓冲看起来类似这样的：{v0, v1, v2, v3, v4, v5}。三角形1定义为v0,v1,v2，三角形2定义为v3，v4，v5。

现在，假设有一个巨大的模型包含了上千个三角形，此时必须做好多重复的顶点。使用索引列表定义三角形，顶点缓冲就会类似于这样：{v0，v1，v2，v3}.三角形1定义为v0，v1，v2，三角形2定义为v0，v2，v3。

全局声明

将顶点缓冲的变量名改为四边形而不是之前的三角形。如下：

ID3D11Buffer* squareIndexBuffer;
ID3D11Buffer* squareVertBuffer;

顶点列表

已经修改该顶点列表，让它看起来像一个四边形并添加一个顶点。

Vertex v[] =
{
Vertex( -0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f ),
Vertex( -0.5f,  0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f ),
Vertex(  0.5f,  0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f ),
Vertex(  0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f ),
};

索引缓冲

首先，创建一个DWORD类型的数组来定义2个三角形。随后初始化并填充对象D3D11_BUFFER_DESC来定义索引缓冲。可看到字节宽度是DWORD长度的2*3倍。这是因为索引数组中的每个元素是DWORD类型的，因此必须获得DWORD类型的大小，并将它乘以面（或三角形）的数量，随后乘以3，因为每个三角形包含了3个顶点，或索引数组中的元素。随后设定绑定标志为D3D11_BIND_INDEX_BUFFER。这将告诉IA管线的阶段这是一个索引缓冲。

DWORD indices[] = {
0, 1, 2,
0, 2, 3,
};

D3D11_BUFFER_DESC indexBufferDesc;
ZeroMemory( &indexBufferDesc, sizeof(indexBufferDesc) );

indexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
indexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(DWORD) * 2 * 3;
indexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_INDEX_BUFFER;
indexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
indexBufferDesc.MiscFlags = 0;

随后，将索引数组放入到D3D11_SUBRESOURCE_DATA中，调用D3D11DeviceContext::CreateBuffer()创建缓冲，随后调用函数D3D11DeviceContext::IASetIndexBuffer()将该缓冲绑定到管线的IA阶段。第一个参数是创建的索引缓冲，第二个参数是格式。指定为DXGI_FORMAT_R32_UINT格式，只是一个32位的浮点型格式，对16位的浮点型也可指定格式DXGI_FORMAT_R16_UINIT。最后一个参数是索引数组中的第一个要使用的索引的位置偏移。获取在索引缓冲中定义了不止一个对象，但是只想要绘制一个。在绘制对象之前，可将索引缓冲与物体的起始偏移绑定。

D3D11_SUBRESOURCE_DATA iinitData;

iinitData.pSysMem = indices;
d3d11Device->CreateBuffer(&indexBufferDesc, &iinitData, &squareIndexBuffer);

d3d11DevCon->IASetIndexBuffer( squareIndexBuffer, DXGI_FORMAT_R32_UINT, 0);

索引缓冲

由于添加了另一个顶点到顶点数组，必须更新缓冲大小为4个顶点的大小而不是3个。

vertexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
vertexBufferDesc.ByteWidth = sizeof( Vertex ) * 4;
vertexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
vertexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
vertexBufferDesc.MiscFlags = 0;

记得不要忘记释放COM对象

void CleanUp()
{
//Release the COM Objects we created
SwapChain->Release();
d3d11Device->Release();
d3d11DevCon->Release();
renderTargetView->Release();
squareVertBuffer->Release();
squareIndexBuffer->Release();
VS->Release();
PS->Release();
VS_Buffer->Release();
PS_Buffer->Release();
vertLayout->Release();
}

索引缓冲

随后绘制四边形，可调用D3D11DeviceContext::DrawIndexed()函数绘制索引图元。第一个参数为要绘制的索引数量，第二个参数为从索引缓存起始处到开始绘制处的偏移。若只想绘制第二个三角形可指定为“4”。第三个参数为顶点缓冲的起始处到开始绘制处的偏移。可能会有两个索引缓冲，一个描述的是球，另一个描述的是盒子。但是可能将这两个都放在同一个顶点缓冲中，球是索引缓冲中的第一个顶点集，盒子是第二个。因此若要绘制盒子，在球内必须设置第三个参数为顶点数量，以便盒子是第一个开始绘制。

void DrawScene()
{
//Clear our backbuffer
float bgColor[4] = {(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f)};
d3d11DevCon->ClearRenderTargetView(renderTargetView, bgColor);

//Draw the triangle
d3d11DevCon->DrawIndexed( 6, 0, 0 );

//Present the backbuffer to the screen
SwapChain->Present(0, 0);
}

实例代码如下：

#include "stdafx.h"
#pragma comment(lib, "d3d11.lib")
#pragma comment(lib, "d3dx11.lib")
#pragma comment(lib, "d3dx10.lib")

#include <windows.h>
#include "Resource.h"
#include <d3d11.h>
#include <d3dx11.h>
#include <d3dx10.h>
#include <xnamath.h>

//全局描述符
IDXGISwapChain* SwapChain;
ID3D11Device* d3d11Device;
ID3D11DeviceContext* d3d11DevCon;
ID3D11RenderTargetView* renderTargetView;

//索引缓冲
ID3D11Buffer* squareIndexBuffer;
ID3D11Buffer* squareVertBuffer;

//着色器
ID3D11Buffer* triangleVertBuffer;
ID3D11VertexShader* VS;
ID3D11PixelShader* PS;
ID3D10Blob* VS_Buffer;
ID3D10Blob* PS_Buffer;
ID3D11InputLayout* vertLayout;
#if 0
float red = 0.0f;
float green = 0.0f;
float blue = 0.0f;
int colormodr = 1;
int colormodg = 1;
int colormodb = 1;
#endif
/////
LPCTSTR WndClassName = "firstwindow";
HWND hwnd = NULL;
HRESULT hr;

const int Width = 800; //设置宽
const int Height = 800; // 设置高
//////函数声明
bool InitializeDirect3d11App(HINSTANCE hInstance);
//void ReleaseObjects();
void CleanUp();
bool InitScene();
void UpdateScene();
void DrawScene();

// 初始化窗口
bool InitializeWindow(HINSTANCE hInstance,
int ShowWnd,
int width, int height,
bool windowed);

//初始化消息循环函数
int messageloop();
//初始化窗口回调过程。Windows API是事件驱动型的编程模型。在该函数中捕获Windows消息，比如一个按键按下（也叫事件）以及程序操作流程。

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd,
UINT msg,
WPARAM wParam,
LPARAM lParam);

//顶点结构体以及顶点布局（输入布局）
struct Vertex
{
Vertex(){}
Vertex(float x, float y, float z,
float cr, float cg, float cb, float ca)
:pos(x, y, z), color(cr, cg, cb, ca){}
XMFLOAT3 pos;
XMFLOAT4 color;
};

D3D11_INPUT_ELEMENT_DESC layout[] = {
{"POSITION", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT, 0, 0, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0},
{ "COLOR", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32A32_FLOAT, 0, 12, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
};
UINT numElements = ARRAYSIZE(layout);

//主函数，传入应用程序句柄hInstance,前一个应用程序句柄hPrevInstance，传给函数处理的命令行lpCmdLine以及窗口显示方式的nShowCmd
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,
HINSTANCE hPrevInstance,
LPSTR lpCmdLine,
int nShowCmd)
{
//创建并注册窗口
if (!InitializeWindow(hInstance, nShowCmd, Width, Height, true))
{
MessageBox(0, "Window Initilization - Failed", "Error", MB_OK);
return 0;
}

/////new
if (!InitializeDirect3d11App(hInstance)) // 初始化D3D
{
MessageBox(0, "Direct3D Initialization - Failed", "Error", MB_OK);
return 0;
}

if (!InitScene())
{
MessageBox(0, "Scene Initialization - Failed", "Error", MB_OK);
return 0;
}

messageloop();
CleanUp();
//ReleaseObjects();

return 0;
}
// windowed 若为true则为窗口模式显示，若为false则为全屏模式显示
bool InitializeWindow(HINSTANCE hInstance,
int ShowWnd,
int width, int height,
bool windowed)
{
/*typedef struct _WNDCLASS{
UINT cbSize;
UINT style;
WNDPROC lpfnWndProc;
int cbClsExtra;
int cbWndExtra;
HANDLE hInstance;
HICON hIcon;
HCURSOR hCursor;
HBRUSH hbrBackground;
LPCTSTR lpszMenuName;
LPCTSTR lpszClassName;
}WNDCLASS;
*/
WNDCLASSEX wc;
wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX); //window类的大小
/********windows类风格
*CS_CLASSDC 一个使用该类创建的在所有窗口间共享的设备上下文
*CS_DBLCLKS 在窗口上使能双击功能
*CS_HREDRAW 若窗口的宽度有改变或者窗口水平地移动，窗口将会刷新
*CS_NOCLOSE 窗口菜单上禁止关闭选项
*CS_OWNDC   为每个窗口创建自己的设备上下文。正好与CS_CLASSDC相反
*CS_PARENTDC 这会设置创建的子窗口的剪裁四边形到父窗口，这允许子窗口能够在父窗口上绘画
*CS_VERDRAW 若在窗口的高度或窗口在垂直方向有移动窗口会重绘
**/
wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
//lpfnWndProc是一个指向处理窗口消息函数的指针，设置窗口处理函数的函数名WndProc
wc.lpfnWndProc = WndProc;
//cbClsExtra是WNDCLASSEX之后额外申请的字节数
wc.cbClsExtra = NULL;
//cbWndExtra指定窗口实例之后所申请的字节数
wc.cbWndExtra = NULL;
//当前窗口应用程序的句柄，通过给函数GetModuleHandle()函数第一个参数传入NULL可获取当前窗口应用程序。
wc.hInstance = hInstance;

//hIcon用来指定窗口标题栏左上角的图标。以下是一些标准图标：
/*
*IDI_APPLICATION 默认应用程序图标
*IDI_HAND 手形状的图标
*IDI_EXCLAMATION 感叹号图标
*IDI_INFORMATION 星号图标
*IDI_QUESTION 问号图标
*IDI_WINLOGO 若使用的是XP则是默认应用程序图标，否则是窗口logo
*/
wc.hIcon = LoadIcon(NULL, (LPCTSTR)IDI_SMALL);

/*定义光标图标
*IDC_APPSTARTING 标准箭头以及小型沙漏光标
*IDC_ARROW 标准箭头光标
*IDC_CROSS 十字线光标
*IDC_HAND 手型光标
*IDC_NO 斜线圈光标
*IDC_WAIT 沙漏光标
*/
wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
//hbrBackground是一个刷子的句柄，可使得背景黑色。
wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_BTNSHADOW + 2);
//附加到窗口的菜单名字，不需要的话设置为NULL
wc.lpszMenuName = NULL;
//对类进行命名
wc.lpszClassName = WndClassName;
//指定任务栏的图标，使用上面的IDI＿图标
wc.hIconSm = LoadIcon(NULL, (LPCTSTR)IDI_MYICON);
//注册类。若失败则会获得一个错误，若成功，则继续创建窗口
if (!RegisterClassEx(&wc))
{
MessageBox(NULL, "Error registering class", "Error", MB_OK | MB_ICONERROR);
return 1;
}

//创建窗口
hwnd = CreateWindowEx(NULL, WndClassName, "Drawing Square", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, width,
height, NULL, NULL, hInstance, NULL);

if (!hwnd)
{
MessageBox(NULL, "Error registering class", "Error", MB_OK | MB_ICONERROR);
return 1;
}

//BOOL ShowWindow(HWND hWnd, int nCmdShow);
//BOOL UpdateWindow(HWND hWnd);

ShowWindow(hwnd, ShowWnd);
UpdateWindow(hwnd);// 发送WM_PAINT消息到窗口过程，若窗口客户区没有任何东西要显示，则不发送消息。返回true，继续运行到mainloop中去。

return true;
}

bool InitializeDirect3d11App(HINSTANCE hInstance)
{
//声明缓冲
DXGI_MODE_DESC bufferDesc;

ZeroMemory(&bufferDesc, sizeof(DXGI_MODE_DESC));

bufferDesc.Width = Width;
bufferDesc.Height = Height;
bufferDesc.RefreshRate.Numerator = 60;
bufferDesc.RefreshRate.Denominator = 1;
bufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
bufferDesc.ScanlineOrdering = DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER_UNSPECIFIED;
bufferDesc.Scaling = DXGI_MODE_SCALING_UNSPECIFIED;

//声明交换链
DXGI_SWAP_CHAIN_DESC swapChainDesc;

ZeroMemory(&swapChainDesc, sizeof(DXGI_SWAP_CHAIN_DESC));

swapChainDesc.BufferDesc = bufferDesc;
swapChainDesc.SampleDesc.Count = 1;
swapChainDesc.SampleDesc.Quality = 0;
swapChainDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
swapChainDesc.BufferCount = 1;
swapChainDesc.OutputWindow = hwnd;
swapChainDesc.Windowed = TRUE;
swapChainDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD;

//创建交换链
D3D11CreateDeviceAndSwapChain(NULL, D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE, NULL, NULL, NULL, NULL,
D3D11_SDK_VERSION, &swapChainDesc, &SwapChain, &d3d11Device, NULL, &d3d11DevCon);

//创建后缓冲
ID3D11Texture2D* BackBuffer;
SwapChain->GetBuffer(0, __uuidof(ID3D11Texture2D), (void**)&BackBuffer);

//创建渲染目标
d3d11Device->CreateRenderTargetView(BackBuffer, NULL, &renderTargetView);
BackBuffer->Release();

//设置渲染目标
d3d11DevCon->OMSetRenderTargets(1, &renderTargetView, NULL);

return true;
}

void CleanUp()
{
SwapChain->Release();
d3d11Device->Release();
d3d11DevCon->Release();
renderTargetView->Release();

squareVertBuffer->Release();
squareIndexBuffer->Release();

//triangleVertBuffer->Release();
VS->Release();
PS->Release();
VS_Buffer->Release();
PS_Buffer->Release();
vertLayout->Release();
}

void ReleaseObjects()
{
//释放创建的COM对象
SwapChain->Release();
d3d11Device->Release();
d3d11DevCon->Release();
}

bool InitScene()
{
//编译着色器
hr = D3DX11CompileFromFile("Effects.fx", 0, 0, "VS", "vs_4_0", 0, 0, 0, &VS_Buffer, 0, 0);
hr = D3DX11CompileFromFile("Effects.fx", 0, 0, "PS", "ps_4_0", 0, 0, 0, &PS_Buffer, 0, 0);

//创建着色器对象
hr = d3d11Device->CreateVertexShader(VS_Buffer->GetBufferPointer(), VS_Buffer->GetBufferSize(), NULL, &VS);
hr = d3d11Device->CreatePixelShader(PS_Buffer->GetBufferPointer(), PS_Buffer->GetBufferSize(), NULL, &PS);

//设置顶点和像素着色器
d3d11DevCon->VSSetShader(VS, 0, 0);
d3d11DevCon->PSSetShader(PS, 0, 0);

//创建顶点缓冲
Vertex v[] = {
Vertex(-0.5f, -0.5f, 0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f),
Vertex(-0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f),
Vertex(0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f),
Vertex(0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f),
};

DWORD indices[] = {
0,1,2,
0,2,3,
};

D3D11_BUFFER_DESC indexBufferDesc;
ZeroMemory(&indexBufferDesc, sizeof(indexBufferDesc));

indexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
indexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(DWORD) * 2 * 3;
indexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_INDEX_BUFFER;
indexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
indexBufferDesc.MiscFlags = 0;

D3D11_SUBRESOURCE_DATA iinitData;
iinitData.pSysMem = indices;
d3d11Device->CreateBuffer(&indexBufferDesc, &iinitData, &squareIndexBuffer);
d3d11DevCon->IASetIndexBuffer(squareIndexBuffer, DXGI_FORMAT_R32_UINT, 0);

D3D11_BUFFER_DESC vertexBufferDesc;
ZeroMemory(&vertexBufferDesc, sizeof(vertexBufferDesc));

vertexBufferDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
vertexBufferDesc.ByteWidth = sizeof(Vertex) * 4;
vertexBufferDesc.BindFlags = D3D11_BIND_VERTEX_BUFFER;
vertexBufferDesc.CPUAccessFlags = 0;
vertexBufferDesc.MiscFlags = 0;

D3D11_SUBRESOURCE_DATA vertexBufferData;
ZeroMemory(&vertexBufferData, sizeof(vertexBufferData));
vertexBufferData.pSysMem = v;
hr = d3d11Device->CreateBuffer(&vertexBufferDesc, &vertexBufferData, &squareVertBuffer);

//设置顶点缓冲
UINT stride = sizeof(Vertex);
UINT offset = 0;
d3d11DevCon->IASetVertexBuffers(0, 1, &squareVertBuffer, &stride, &offset);

//创建输入布局
d3d11Device->CreateInputLayout(layout, numElements, VS_Buffer->GetBufferPointer(),
VS_Buffer->GetBufferSize(), &vertLayout);

//设置输入布局
d3d11DevCon->IASetInputLayout(vertLayout);

//设置图元拓扑
d3d11DevCon->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);

//创建视口
D3D11_VIEWPORT viewport;
ZeroMemory(&viewport, sizeof(D3D11_VIEWPORT));

viewport.TopLeftX = 0;
viewport.TopLeftY = 0;
viewport.Width = Width;
viewport.Height = Height;

//设置视口
d3d11DevCon->RSSetViewports(1, &viewport);
return true;
}

void UpdateScene()
{
// 更新场景颜色
#if 0
red += colormodr * 0.00005f;
green += colormodg * 0.00002f;
blue += colormodb * 0.00001f;

if (red >= 1.0f || red <= 0.0f)
colormodr *= -1;
if (green >= 1.0f || green <= 0.0f)
colormodg *= -1;
if (blue >= 1.0f || blue <= 0.0f)
colormodb *= -1;
#endif
}

void DrawScene()
{
//将更新的颜色填充后缓冲
//	D3DXCOLOR bgColor(red, green, blue, 1.0f);
float bgColor[4] = {(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f)};
d3d11DevCon->ClearRenderTargetView(renderTargetView, bgColor);

//绘制三角形
d3d11DevCon->DrawIndexed(6, 0, 0);
//画三角形
//d3d11DevCon->Draw(3, 0);

//将后缓冲呈现到屏幕
SwapChain->Present(0, 0);
}

int messageloop(){
MSG msg;
ZeroMemory(&msg, sizeof(MSG));//清除结构体被设为NULL。

while (true){
//使用PeekMessage()检查是否有消息传进来
/*LPMSG lpMsg 消息结构体的指针
*HWND hWnd 发送消息的窗口句柄。若设为NULL，那么它会从当前程序中接收来自任何一个窗口的消息
*UINT wMsgFilterMin 指定消息范围内第一个要检查的消息的值。若wMsgFilterMin和wMsgFilterMax都设为0，那么PeekMessage将会检查素有的消息
*UINT wMsgFilterMax 指定消息范围内最后一个要检测的消息的值
*UINT wRemoveMsg 指定消息的处理方式。若设置为PM_REMOVE，则在读取之后会被删除
*/
if (PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
{
if (msg.message == WM_QUIT)
{
break;
}
//若消息为窗口消息，则解析并分发它。TranslateMessage()将会让窗口做一些解析，类似键盘的虚拟键值转换到字符形式。
//而DispatchMessage()则发送消息到窗口过程WndProc。
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
else //若没有窗口消息，则运行游戏
{
// run game code
UpdateScene();
DrawScene();
}
}
return msg.wParam;
}

//窗口消息处理函数
//HWND hwnd 获取消息的窗口句柄
//UINT msg 消息的内容
/*
*WM_ACTIVE 当窗口激活时发送的消息
*WM_CLOSE 当窗口关闭时发送的消息
*WM_CREATE 当窗口创建时发送的消息
*WM_DESTROY 当窗口销毁时发送的消息
*/
//wParam和lParam时消息的额外信息。使用wParam来检测键盘输入消息
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd,
UINT msg,
WPARAM wParam,
LPARAM lParam
)
{
// 这是事件检测消息的地方，若escape键被按下，会显示一个消息框，询问是否真的退出。若点击yes，则程序关闭。若不点击，则消息框关闭。若消息包含WM_DESTROY
// 则意味着窗口正在被销毁，返回0并且程序关闭
switch (msg)
{
case WM_KEYDOWN:
if (wParam == VK_ESCAPE)
{
if (MessageBox(0, "Are you sure you want to exit?",
"Really?", MB_YESNO | MB_ICONASTERISK) == IDYES)
{
DestroyWindow(hwnd);
}
return 0;

}
break;

case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;

default:
break;
}

//调用默认窗口过程函数
return DefWindowProc(hwnd,
msg,
wParam,
lParam);
}

效果：



参考网址