中文XML论坛--纹理映射基础（2）

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(0.0f, 0.0f, -8.0f);
    D3DXVECTOR3 at(0.0f, 0.0f, 0.0f);
    D3DXVECTOR3 up(0.0f, 1.0f, 0.0f);

    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/4, 1.0f, 1.0f, 100.0f);
    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,  0.0f, 1.0f},
        { -3,    3,  0.0f,  0.0f, 0.0f},
        {  3,   -3,  0.0f,  1.0f, 1.0f},
        {  3,    3,  0.0f,  1.0f, 0.0f }

};

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

void* ptr;

    g_vertex_buffer->Lock(0, 0, (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(5, 5, 5), 1.0f, 0);

g_device->BeginScene();

g_device->SetTexture(0, g_texture);

    g_device->SetStreamSource(0, g_vertex_buffer, 0, sizeof(sCustomVertex));
    g_device->SetFVF(D3DFVF_CUSTOM_VERTEX);
    g_device->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLESTRIP, 0, 2);

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, 200, 100, 800, 600,
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, 0, 0, PM_REMOVE))
            {
                TranslateMessage(&msg);
                DispatchMessage(&msg);
            }

            render();
            Sleep(10);
        }
    }

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

return 0;
}

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