天行健 君子当自强而不息

纹理映射基础(4)

最近点采样

最近点采样是4种过滤方式中速度最快但效果最差的过滤方式。Direct3D计算得到的纹理元素地址通常是一个浮点数值,而非整数的纹理下标值,当使用最近点采样时,Direct3D会复制与这个浮点值地址最接近的整数地址的纹理元素的颜色。

设置最近点采样的具体方法如下:调用IDirect3DDevice9::SetSamplerState(),可分别设置纹理过滤的放大过滤器和缩小过滤器。将第一个参数设置为纹理过滤器关联的纹理层序号(0~7)。如果要设置放大过滤器,第二个参数设为D3DSAMP_MAGFILTER,如果要设置缩小过滤器,第二个参数设为D3DSAMP_MINFILTER。第三个参数可设为表示最近点采样的枚举常量D3DTEXF_POINT。下列代码将纹理层0的纹理过滤方式设置为最近点采样。

g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_POINT);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_POINT);

如果纹理的大小和屏幕图元的实际大小将近,那么采用最近点采样方法对图像质量的影响不大。但是,如果大小相差太多,就会降低图像精度,从而影响图像质量,出现色块或闪烁的失真现象。

 

线性纹理过滤

线性纹理过滤是目前使用最广泛的纹理过滤方法。它与最近点采样相比,能有效地提高图像的显示质量,并且对系统性能影响不大。线性纹理过滤取得与计算得到的纹理元素的浮点地址最接近的上、下、左、右4个纹理元素,对这4个纹理元素进行加权平均,得到最终显示的颜色值。

与设置最近点采样的方法相似,调用函数IDirect3DDevice9::SetSamplerState()设置线性纹理过滤,所不同的是第三个参数设置为D3DTEXF_LINEAR。下面的代码将纹理层0的放大和缩小过滤器设置为线性纹理过滤。

g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR);

因为是在单一纹理层上的线性过滤,而且是x、y方向上的线性过滤,所以称为双线性纹理过滤。目前大多数显卡都为线性纹理过滤进行了优化,所以使用线性纹理过滤一方面可以获得较好的图形质量,另一方面对程序性能影响不大。

 

各项异性纹理过滤

当三维物体表面与投影平面不平行时,它在屏幕上的投影会有拉长或扭曲,这种现象称为各项异性(anisotropy)。当一个各向异性图元的像素映射到纹理元素时,它的形状发生扭曲。Direct3D根据屏幕像素反向转换到纹理元素的延长度,决定各项异性程度。

要使用各项异性纹理过滤,还应当设置最大各项异性程度值。通过将函数IDirect3DDevive9::SetSamplerState()的第一个参数设为纹理层索引,第二个参数设为D3DSAMP_MAXANISOTOPY,第三个参数设为大于1的任何值,可以完成最大各项异性程度值的设置。下面的示例代码指定了最大各项异性值为4。

g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAXANISOTROPY, 4);

最大各项异性程度值D3DSAMP_MAXANISOTROPY为1时,表示禁用各项异性过滤。一般说来,其值越大,图像效果越好,计算量越大,速度越慢。需要注意的是,在设置最大各项异性之前,应调用IDirect3D9::GetDeviceCaps()函数,查询当前设备支持的Direct3D特性,获取当前设备支持的最大各项异性度的取值范围,具体代码如下:

DWORD get_max_anisotropy(IDirect3DDevice9* device)
{
D3DCAPS9 caps;
device->GetDeviceCaps(&caps);
	return caps.MaxAnisotropy;
}

 

纹理过滤方式示例程序

按下数字键“1”使用最近点采样纹理过滤方式,按下数字键“2”使用线性纹理过滤方式,按下数字键“3”使用各项异性纹理过滤方式。

 

源程序:

#include <d3dx9.h>

#pragma warning(disable : 
4127)

#define CLASS_NAME    "GameApp"

#define release_com(p)    do { if(p) { (p)->Release(); (p) = NULL; } } while(0)

IDirect3D9
*                g_d3d;
IDirect3DDevice9
*        g_device;
IDirect3DVertexBuffer9
* g_vertex_buffer;
IDirect3DTexture9
*        g_texture;

struct sCustomVertex
{
    
float x, y, z;
    
float u, v;
};

#define D3DFVF_CUSTOM_VERTEX (D3DFVF_XYZ | D3DFVF_TEX1) 

void setup_matrices()
{
    
// build world matrix
    
    D3DXMATRIX mat_world;
    D3DXMatrixIdentity(
&mat_world);
    g_device
->SetTransform(D3DTS_WORLD, &mat_world);

    
// setup view matrix

    D3DXVECTOR3 eye(
0.0f0.0f-8.0f);
    D3DXVECTOR3 at(
0.0f0.0f0.0f);
    D3DXVECTOR3 up(
0.0f1.0f0.0f);

    D3DXMATRIX mat_view;
    D3DXMatrixLookAtLH(
&mat_view, &eye, &at, &up);
    g_device
->SetTransform(D3DTS_VIEW, &mat_view);

    
// setup projection matrix

    D3DXMATRIX mat_proj;
    D3DXMatrixPerspectiveFovLH(
&mat_proj, D3DX_PI/41.0f1.0f100.0f);
    g_device
->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &mat_proj);
}

bool init_graphics()
{    
    
if(FAILED(D3DXCreateTextureFromFile(g_device, "texture.jpg"&g_texture)))
    {
        MessageBox(NULL, 
"Create texture failed!""ERROR", MB_OK);
        
return false;
    }

    sCustomVertex vertices[] 
=
    {
        { 
-3,   -3,  0.0f,  0.0f1.0f},   
        { 
-3,    3,  0.0f,  0.0f0.0f},    
        {  
3,   -3,  0.0f,  1.0f1.0f},    
        {  
3,    3,  0.0f,  1.0f0.0f }

    };

    g_device
->CreateVertexBuffer(sizeof(vertices), 0, D3DFVF_CUSTOM_VERTEX, D3DPOOL_MANAGED, &g_vertex_buffer, NULL);

    
void* ptr;

    g_vertex_buffer
->Lock(00, (void**)&ptr, 0);
    memcpy(ptr, vertices, 
sizeof(vertices));    
    g_vertex_buffer
->Unlock();

    
return true;
}

bool init_d3d(HWND hwnd)
{
    g_d3d 
= Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);

    
if(g_d3d == NULL)
        
return false;

    D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
    ZeroMemory(
&d3dpp, sizeof(d3dpp));

    d3dpp.Windowed            
= TRUE;
    d3dpp.SwapEffect        
= D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    d3dpp.BackBufferFormat    
= D3DFMT_UNKNOWN;

    
if(FAILED(g_d3d->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hwnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
                                  
&d3dpp, &g_device)))
    {
        
return false;
    }
    
    
if(! init_graphics())
        
return false;

    setup_matrices();

    g_device
->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE);    
    
    
return true;
}

void cleanup()
{
    release_com(g_texture);
    release_com(g_vertex_buffer);
    release_com(g_device);
    release_com(g_d3d);
}

void render()
{
    g_device
->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(555), 1.0f0);

    g_device
->BeginScene();

    g_device
->SetTexture(0, g_texture);

    g_device
->SetStreamSource(0, g_vertex_buffer, 0sizeof(sCustomVertex));
    g_device
->SetFVF(D3DFVF_CUSTOM_VERTEX);
    g_device
->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 02);

    g_device
->EndScene();

    g_device
->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
}

LRESULT WINAPI WinProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    
switch(msg)
    {
    
case WM_KEYDOWN:
        
switch(wParam)
        {
        
case VK_ESCAPE:
            DestroyWindow(hwnd);
            
break;

        
case 49:    // press key "1", use nearest point texture filter mode
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_POINT);
            g_device
->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_POINT);
            
break;

        
case 50:    // press key "2", use linear texture filter mode
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
            g_device
->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR);
            
break;

        
case 51:    // press key "3", use anisotropy texture filter mode            
            g_device->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
            g_device
->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_ANISOTROPIC);
            g_device
->SetSamplerState(0, D3DSAMP_MAXANISOTROPY, 8);
            
break;
        }        
            
        
break;    

    
case WM_DESTROY:        
        PostQuitMessage(
0);
        
return 0;
    }

    
return DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
}

int WINAPI WinMain(HINSTANCE inst, HINSTANCE, LPSTR, INT)
{
    WNDCLASSEX wc;

    wc.cbSize            
= sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.style            
= CS_CLASSDC;
    wc.lpfnWndProc        
= WinProc;
    wc.cbClsExtra        
= 0;
    wc.cbWndExtra        
= 0;
    wc.hInstance        
= inst;
    wc.hIcon            
= NULL;
    wc.hCursor            
= NULL;
    wc.hbrBackground    
= NULL;
    wc.lpszMenuName        
= NULL;
    wc.lpszClassName    
= CLASS_NAME;
    wc.hIconSm            
= NULL;

    
if(! RegisterClassEx(&wc))
        
return -1;

    HWND hwnd 
= CreateWindow(CLASS_NAME, "Direct3D App", WS_OVERLAPPEDWINDOW, 200100800600,
                             NULL, NULL, wc.hInstance, NULL);    

    
if(hwnd == NULL)
        
return -1;

    
if(init_d3d(hwnd))
    {
        ShowWindow(hwnd, SW_SHOWDEFAULT);
        UpdateWindow(hwnd);

        MSG msg;
        ZeroMemory(
&msg, sizeof(msg));

        
while(msg.message != WM_QUIT)
        {
            
if(PeekMessage(&msg, NULL, 00, PM_REMOVE))
            {
                TranslateMessage(
&msg);
                DispatchMessage(
&msg);
            }
                
            render();
            Sleep(
10);
        }
    }

    cleanup();
    UnregisterClass(CLASS_NAME, wc.hInstance);    

    
return 0;
}

 

posted on 2008-05-07 09:05 lovedday 阅读(2910) 评论(1)  编辑 收藏 引用

评论

# re: 纹理映射基础(4) 2009-12-22 12:58 dujid

LZ这篇文章写得非常好!像这么条理清晰格式优雅的文章太少了,内容讲述也很到位,对我有很大帮助。谢谢,加油!  回复  更多评论   


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