6.7 渲染状态

从本质上讲，Direct3D是一个状态机（state machine）。在我们改变它的状态之前，驻留在状态机内的当前状态是不会改变的。例如，我们在6.1节、6.2节和6.3节中看到，当顶点缓冲和索引缓冲绑定到管线的输入装配阶段时，如果我们不绑定其他缓冲，那么它们就会一直驻留在那里；同样，在没有改变图元拓扑之前，当前的图元拓扑设置会一直有效。另外，Direct3D将配置信息封装在状态组中，我们可以使用如下3种状态组配置Direct3D：

1．ID3D11RasterizerState：该接口表示用于配置管线光栅化阶段的状态组。

2．ID3D11BlendState：该接口表示用于配置混合操作的状态组。我们将在有关混合的章节讨论这些状态；默认情况下，混合处于禁用状态，所以我们可以先不考虑这方面的问题。

3．ID3D11DepthStencilState：该接口表示用于配置深度测试和模板测试的状态组。我们将在有关模板缓冲的章节讨论这些状态；默认情况下，模板是禁用的，所以我们可以先不考虑这方面的问题。而默认的深度测试是我们在4.1.5节描述的标准深度测试。

目前，我们唯一需要关心的状态块接口是ID3D11RasterizerState。我们可以通过填充一个D3D11_RASTERIZER_DESC结构体并调用如下方法来创建ID3D11RasterizerState对象：

HRESULT ID3D11Device::CreateRasterizerState(
    const D3D11_RASTERIZER_DESC *pRasterizerDesc, 
    ID3D11RasterizerState **ppRasterizerState);

第1个参数是一个指向D3D11_RASTERIZER_DESC结构体的指针，该结构体用于描述所要创建的光栅化状态块；第二个参数用于返回创建后的ID3D11RasterizerState对象。

D3D11_RASTERIZER_DESC结构体的定义如下：

typedef struct D3D11_RASTERIZER_DESC{ 
    D3D11_FILL_MODE FillMode;     // Default:D3D11_FILL_SOLID
    D3D11_CULL_MODE CullMode;     // Default:D3D11_CULL_BACK
    BOOL FrontCounterClockwise;  // Default:false
    INT DepthBias;   // Default:0
    FLOAT DepthBiasClamp;   // Default:0.0f
    FLOAT SlopeScaledDepthBias;   // Default:0.0f
    BOOL DepthClipEnable;   // Default:true
    BOOL ScissorEnable;   // Default:false
    BOOL MultisampleEnable;  // Default:false
    BOOL AntialiasedLineEnable;  // Default:false
} D3D11_RASTERIZER_DESC;

这里面的大部分成员是高级选项或者不常用的选项；因此，我们在这里只讲解前3个成员的含义，其他成员的详情请参见SDK文档。

1．FillMode：当指定为D3D11_FILL_WIREFRAME时，表示以线框模式渲染几何体；当指定为D3D11_FILL_SOLID时，表示以实心模式渲染几何体，这是默认值。

2．CullMode：当指定为D3D11_CULL_NONE时，表示禁用背面消隐功能；当指定为D3D11_CULL_FRONT时，表示消隐朝前的三角形；当指定为D3D11_CULL_BACK时，表示消隐朝后的三角形，这是默认值。

3．FrontCounterClockwise：当设为false时，表示按顺时针方向环绕的三角形（相对于观察者）是朝前的，而按逆时针方向环绕的三角形（相对于观察者）是朝后的，这是默认值。当设为true时，表示按逆时针方向环绕的三角形（相对于观察者）是朝前的，而按顺时针方向环绕的三角形（相对于观察者）是朝后的。

在创建ID3D11RasterizerState对象之后，我们可以使用个新的状态块来更新设备：

void ID3D11DeviceContext::RSSetState(ID3D11RasterizerState *pRasterizerState);

下面的代码示范了如何通过创建一个光栅化状态块来禁用背面消隐：

D3D11_RASTERIZER_DESC rsDesc; 
ZeroMemory(&rsDesc, sizeof(D3D11_RASTERIZER_DESC)); 
rsDesc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID; 
rsDesc.CullMode = D3D11_CULL_NONE; 
rsDesc.FrontCounterClockwise = false; 
rsDesc.DepthClipEnable = true;

HR(md3dDevice->CreateRasterizerState(&rsDesc,&mNoCullRS));

注意：因为没有设置的属性的默认值是0或false，所以使用ZeroMemory可以正常初始化这些属性。但是，若有些属性默认值不是0或是true，那么你就必须显式地设置这些值。

注意，对于一个应用程序来说，你可能会用到多个不同的ID3D11RasterizerState对象。所以，你应该在初始化时把它们都创建出来，然后在应用程序的更新/绘图代码中切换些状态。例如，场景中有两个物体，你希望先以线框模式绘制第一个物体，然后再以实心模式绘制第二个物体。那么，你就应该创建两个ID3D11RasterizerState对象，当绘制物体时，切换这两种不同的状态：

// 在初始化时创建绘制状态对象 
ID3D11RasterizerState* mWireframeRS; 
ID3D11RasterizerState* mSolidRS; 
... 
// 在draw方法中切换渲染状态对象 
md3dDeviceContext->RSSetState(mSolidRS); 
DrawObject(); 
md3dDeviceContext->RSSetState(mWireframeRS); 
DrawObject();

注意，Direct3D不会从一种状态自动恢复到先前状态。所以，当绘制物体时，你应该根据需要手工指定状态对象。错误地假设设备的当前状态必然会导致错误的渲染结果。每个状态块都有一个默认状态。我们可以通过在调用RSSetState方法时指定空值来恢复默认状态：

md3dDeviceContext->RSSetState( 0 );

注意：应用程序无需在运行时创建额外的渲染状态组。所以，应该在初始化时就定义并创建所有需要用到的状态组。而且，因为无需在运行时修改状态组，你可以在渲染代码中对这些状态组提供全局只读访问。例如，你可以将所有状态组对象放置在一个静态类中，通过这个方法，你就无需创建重复的状态组，渲染代码的不同部分都能共享这个渲染状态组对象。

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发布时间：2014/8/1 下午7:54:32 阅读次数：5189

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