多重采样

用像素矩阵表示图像的时候往往会出现块状效应，多重采样便是一项用于平滑块状图像的技术。

图片来自：DirectX9.03D游戏开发编程基础

左边那条是一条锯齿线，右边是一条经过采样的反走样线，看上去要平滑的多。

D3DMULTISAMPLE_TYPE枚举类型包含了一系列枚举常量值，用于表示对表面进行多重采样的级别：

1、D3DMULTISAMPLE_NONE:禁止多重采样

2、D3DMLTISAMPLE_1_SAMPLE ----- D3DMLTISAMPLE_16_SAMPLE指定了从1~16级的多重采样

另外还有一个与特定多重采样类型相关的质量水平，该水平值用DWORD类型描述。

注意：多重采样技术会显著的降低应用程序运行速度，如果希望使用到多重采样技术，请务使用：IDirect3D9::CheckDeviceMultiSampleType方法来检测本地的图形设备是否支持所使用的多重采样类型，并验证由该类型的多重采样得到的图像质量水平是否理想。

像素格式

创建表面或者纹理时，常常需要指定这些Direct3D资源的像素格式。像素格式可以用D3DFORMAT枚举类型的枚举常量来定义。下面是一些常用格式：

1、D3DFMT_R8G8B8：每个像素由24位组成。自最左端起，8位分配给红色，8位分配给绿色，8位分配给蓝色。

2、D3DFMT_X8R8G8B8：每个像素由于32位组成。自最左端起，8位未使用，8位红色，8位绿色，8位蓝色。

3、D3DFMT_A8R8G8B8每个像素山32位组成。自最左端起，8位分配给Alpha值，8位分配给红色，8位分配给绿色，8位分配给蓝色。

4、D3DFMT_A16B16G16R16F每个像素由64位组成，是一种浮点数类型的像素格式。自最左端起，16位分配给Alpha，16位分配给蓝色，8位分配给绿色，8位分配给红色。

5、D3DFMT_A32B32G32R32F每个像素由128位组成，也是一种浮点数类型的像素格式。自最左端起，32位分配给Alpha，32位分配给蓝色，32位分配给绿色，32位分配给红色。

注意；前面3种格式比较常用，并且为大多数的硬件设备所支持，浮点数的像素格式或者其他的可用格式还没有广泛的额支持，使用之前应该验证硬件设备是否支持。

内存池

表面和其他Direct3D资源可以放入许多类型的内存池中。内存池的类型可以使用D3DPOOL枚举类型来表示，可用的内存池包括：

·D3DPOOL_DEFAULT 默认值.该类型的内存池指示 Direct3D将资源放入最适合该资源类型及其使用方式的存储区中.该存储区可能是显存(video memory)、AGP存储区或系统存储区.注意,调用函数IDirect3DDevice9::Reset之前,必须对默认内存池中的资源销毁(destroy)
或释放(release).上述函数调用之后,还必须对内存池中的资源重新初始化.
·D3DPOOL_MANAGE放入该托管内存池中的资源将交由Direct3D管理(即,这些资源将根据需要被设备自动转移到显存或AGP存储区中).此外,这些资源将在系统存储区中保留一个备份.这样,必要时Direct3D会将这些资源自动更新到显存中.·D3DPOOL_SYSTEMMEM指定将资源放入系统存储区中.
·D3DPOOL_SCRATCH指定将资源放入系统存储区中.不同于前述类型D3DPOOL_SYSTEMMEM,这些资源不受图形设备的制约.所以,设备无法访问该类型内存池中的资源.但这些资源之间可互相复制.

交换链和页面置换

Direct3D维护着一个表面集合，该集合通常由两三个表面组成，这个表面集合被称为交换链。该集合用接口IDirect3DSwapChain9来表示，具体的实现细节我们可以不关心，它由Direct3D负责管理，目前我们不需要对其进行操作，只对其用途了解就可以。

交换链和页面置换技术只要用于生成更加平滑的图像，下图展示了由两个平面组成的交换链：

图片摘自：DirectX9.03D游戏开发编程基础—P43

上图展示了拥有两个表面的交换链：前台缓存和后台缓存，位于前台缓存的表面对应于在显示器中显示的图像。显示器并不是立即的显示出由前台缓存所表示的图像。例如：当显示器的刷新频率是60HZ的时候，显示一帧图像需要1/60秒，应用程序的帧频通常与显示器的刷新频率是不同的（例如：应用程序绘制一帧图像的速度可能会快鱼显示器显示一帧的速度），但是只能是把前台缓存的内容显示完毕之后，再能将前台缓存的内容更新为下一帧。但是通常我们在显示器显示前台缓存所表示的图像的时候，并不想停止对于图像的绘制，所以我们将下一个绘制的图像绘制在离屏表面，也就是我们的后台缓存。这样一来，当显示器将前台缓存内容显示完毕之后，我们将其置换到交换链的末端，并将交换链中的下一个后台缓存提升为前台缓存，这个过程称之为提交，下图展示了提交前后的交换链。

上图绘制功能的程序结构：

（1）在后台缓存绘制完成，提交到前台缓存

（2）将前台缓存表示的图像进行显示

（3）显示完成之后，将前台缓存置到交换链的末尾，

（4）再次回到步骤（1）重新开始在执行一遍

深度缓存

深度缓存是一个表面，一个只含有特定像素的深度信息而不含有图像数据的表面。深度缓存为最终绘制的图像中的每一个像素都保留了一个深度项。所以，当所绘制的图像的分辨率为640×480的时候，深度缓存中将有640×480个深度项。

例子（图像为DirectX9.03D游戏开发编程基础—P44）：

上图展示了一个简单的场景，其中前面的物体部分遮挡住了位于其后面的物体。Direct3D为了判定某一物体的那些像素位于另一个物体之前，使用了一项叫做：深度缓存的技术

深度缓存用于计算每一个像素的深度值进行深度探测。深度探测的基本内容是让处于同一位置的不同像素进行竞争，以选出该位置到底应该写入哪一个像素。

举例摄影机最近的像素会被写入到深度缓存的位置，这是一种合理的做法，因为举例摄影机近的像素一定会将位于其后方的像素进行遮挡。

深度缓存的格式决定了深度缓存的精度，即：24位的深度缓存会比16位的深度缓存精确的多，虽然Direct3D提供了32位的深度缓存格式，但是通常24位的深度缓存格式已经能够让应用程序获得比较满意的效果。

·D3DFMT_D32指定32位深度缓存。
·D3DFMT_D24S8指定24位深度缓存，其中8位保留供模板缓存（stencil buffer）使用。
·D3DFMT_D24X8仅指定24位深度缓存。
·D3DFMT_X4S4指定24位深度缓存，其中4位保留供模板缓存使用。
·D3DFMT_D16仅指定l6位深度缓存。

顶点运算

顶点是3D几何学中的基本元素，在Direct3D中，有两种不同的顶点运算方式：软件顶点运算方式和硬件顶点运算方式，无论采用何种配置的硬件，软件顶点运算方式都会被支持，但是硬件顶点运算只有得到图形卡的支持方可使用。

实际开发中，我们应该首先考虑硬件顶点运算方式，因为如果使用硬件专有的加速功能，程序的执行速度会比软件的执行速度快很多，而且在硬件顶点运算方式中，可以不占用CPU资源，也就意味着CPU可以解放出来进行其他计算。

注意：图形卡支持硬件顶点运算功能，另一种等价的说法就是：图形卡支持变换和光照的硬件计算。

设备性能

Direct3D所提供的每一项性能都对应于D3DCAP9中的一个数据成员或者某一位，现在我们的思路是：首先以某一个具体的硬件为基础，初始化一个D3DCAPS9类型的实例，然后在应用程序中通过检查该D3DCAPS9实例中对应的数据成员或者某一位来判断该设备是否支持某一特性。

下面有一个例子：

假定我们希望检查某一个硬件设备是否可以进行硬件顶点计算，也就是判断该设备是否支持变换和光照的硬件计算。查阅D3DCAPS9的SDK文档，可以发现：数据成员D3DCAPS9：DevCaps的 D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT位可以用来表示设备是否支持变换和光照的硬件的计算，假定caps为D3DCAPS9类型的一个实例并且已经初始化，测试代码如下：

bool supportsHardwareVertexProcessing;
//如果这些位是打开的状态，就表示硬件设备支持他
if(caps. DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT){
    //该位表示逻辑真，也就是表示硬件设备支持变换和光照的硬件计算
    supportsHardwareVertexProcessing =true;
}
else{
    supportsHardwareVertexProcessing =false;
}

Direct3D基础——预备知识：多重采样、像素格式、内存池、交换链和页面置换、深度缓存、顶点运算、设备性能