初始化DX9
初始化DX9是个比较复杂的过程，DX9的API不仅和win32API一样麻烦，它还必须和win32API一起使用才能初始化一个具有DX9环境的窗口，这也是为什么很少有人直接用DX9进行游戏开发的原因。
基础概念
硬件加速模式和软件渲染模式
Direct3D是一套底层图形API，我们编写的应用程序通过Direct3D定义的API接口去调用其实现，而其实现则是硬件提供商作为显卡驱动的一部分，分发给我们的。但是显卡硬件是各种各样的，一个品牌的显卡也有各种不同的规格，各种硬件对Direct3D定义的接口支持情况也可能各不相同。这可能涉及到几种不同的情况：
- 显卡完全硬件实现了Direct3D定义的接口，并抽象出Direct3D实现供我们调用
- 显卡没能完全硬件实现Direct3D定义的接口，但是显卡驱动用软件兼容实现了，Direct3D接口并不知情
- 显卡根本不支持某一Direct3D特性，需要应用层的程序员去处理这个情况
实际上，情况1和2是经常出现的，3则出现在较老的显卡驱动无法运行新版本Direct3D的情况，例如：Nvidia GT430这款老式显卡能兼容实现最高的DirectX版本是DirectX11.2，但是并不支持DirectX12。那么DirectX12程序就完全不能在配备这款显卡的机器上运行了吗？也不是，DirectX为我们提供了一套软件渲染的模式，它使用CPU进行运算，就像Windows的VGA模式一样（但你还是需要显卡，否则没有显示器的插口）。
DX9中，HAL（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）表示显卡驱动的DirectX实现，REF（reference rasterizer device）则是DX提供的纯软件模式渲染。这些枚举值在D3DDEVTYPE中，需要我们在创建设备时进行指定。
操作屏幕对应的绘制表面（Surface）
DX中，使用Surface这个词表达用于显示图形的像素集合，Surface包含三个重要的内容：
- width：宽（像素）
- height：高（像素）
- pitch：跨度（字节）
要显示的像素其实是以一维数组的形式进行存储的，按照一行行顺序读取。屏幕上显示的是像素，但是我们在存储器中，像素是以对应的二进制格式保存的，而且一个像素的保存格式有许多种，它们占用的空间都不同，因此实际体现在这个数组时，还具有一个跨度参数。
宽和高很好理解，跨度这里解释下：跨度其实就是保存像素的结构中，对应屏幕上一行像素的字节数。假如使用A8R8G8B8存储一个像素，一个像素点就对应4字节，但是我们依然不能认为pitch=width*4，因为一个跨度的末尾，还可能包含一些用于缓存的字节！
抗锯齿
用像素矩阵直接表示图像时，可能会产生明显的锯齿，而DirectX中定义的多重采样是能够实现抗锯齿的底层方式之一。书中给出的例子没有开启多重采样，因为这会显著影响我们程序的性能。
注：毕竟这本书比较老了，2007年最强的显卡大概是Nvidia 7900GS，如今显卡性能已经翻了十余倍。DX9的多重采样抗锯齿可以在初始化时，在D3DPRESENT_PARAMETERS的MultiSampleType和MultiSampleQuality指定。
像素格式
前面提到Surface的宽度和跨度的区别，这里继续深入介绍下像素的二进制格式。DX9中，像素格式用D3DFORMAT枚举值进行定义，其中D3DFMT_R8G8B8和D3DFMT_A8R8G8B8是最常用的像素格式，每个彩色像素用24位二进制表示（不算Alpha通道），它能表示约一千六百万色。
在Photoshop中，我们默认创建的其实就是这种24位色，在现在普及的显示器水平下，对于一个不懂美术和计算机的普通人，你不告诉他这张图是24位色画的，他根本看不出来。
内存池和双缓冲
Surface像素等资源需要存储在计算机的存储器中，但是存储器不仅仅有内存，还有显存等区域。DirectX中用D3DPOOL指示资源应该放在何种内存池中，但我们其实不用干预它，使用默认的D3DPOOL_DEFAULT，DX9会自动为我们选择。
DX9使用双缓冲显示图像，DX中这被称为「交换链」，用IDirect3DSwapChain9表示，当然我们也不需要干预它，只是要知道有这么个东西。
z-缓冲区
我们知道渲染一个三维坐标系中的物体时，不同的物体会相互遮挡，这就需要用到z-缓冲区，它用于实时计算屏幕上每个点的绘制顺序，并只绘制最前面的那个表面，以节省性能开销。我们初始化时需要设定z-缓冲区的位数（也就是精度），但一般都使用D3DFMT_D24S8，也就是24位z-缓冲区。
注：z-缓冲区的概念非常常用，例如2D的日式RPG，角色在TileMap上和地图上的元素互相遮挡，就需要用z-缓冲区计算。在网页上，有时也需要用CSS中的z-index属性指定div的遮挡顺序。
设备性能检查
D3DCAPS用于设备支持情况检查，其中包含大量的参数，我们在使用某些特性时，需要提前检查用户的显示设备是否支持。下面链接是MSDN中相关的文档。
https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/desktop/api/d3d9caps/ns-d3d9caps-_d3dcaps9
虽然书中是这样说的，其实这个并没有什么用，因为一款显卡产品的驱动对Direct3D支持的七零八落，那么如何保证游戏兼容性呢？所以显卡发布时，会附带说明该显卡驱动支持到D3D多少版本，我们只要看清大版本号，放心用就行了。
初始化代码和流程讲解
首先我们给出书中的例子代码（已修改，能在Windows10和VS2017中运行，但是比较古老的代码风格就没法改了，如果装了ReSharp C++可能疯狂提示写的不规范，强迫症慎用）。
d3dUtility.h
#ifndef __d3dUtilityH__
#define __d3dUtilityH__
#include <d3dx9.h>
#include <string>
namespace d3d
{
bool InitD3D(
HINSTANCE hInstance, // [in] Application instance.
int width, int height, // [in] Backbuffer dimensions.
bool windowed, // [in] Windowed (true)or full screen (false).
D3DDEVTYPE deviceType, // [in] HAL or REF
IDirect3DDevice9** device);// [out]The created device.
int EnterMsgLoop(
bool (*ptr_display)(float timeDelta));
LRESULT CALLBACK WndProc(
HWND hwnd,
UINT msg,
WPARAM wParam,
LPARAM lParam);
template<class T> void Release(T t)
{
if( t )
{
t->Release();
t = 0;
}
}
template<class T> void Delete(T t)
{
if( t )
{
delete t;
t = 0;
}
}
}
#endif // __d3dUtilityH__
d3dUtility.cpp
#include "d3dUtility.h"
bool d3d::InitD3D(
HINSTANCE hInstance,
int width, int height,
bool windowed,
D3DDEVTYPE deviceType,
IDirect3DDevice9** device)
{
//
// Create the main application window.
//
WNDCLASS wc;
wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
wc.lpfnWndProc = (WNDPROC)d3d::WndProc;
wc.cbClsExtra = 0;
wc.cbWndExtra = 0;
wc.hInstance = hInstance;
wc.hIcon = LoadIcon(0, IDI_APPLICATION);
wc.hCursor = LoadCursor(0, IDC_ARROW);
wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
wc.lpszMenuName = 0;
wc.lpszClassName = TEXT("Direct3D9App");
if (!RegisterClass(&wc))
{
::MessageBox(0, TEXT("RegisterClass() - FAILED"), 0, 0);
return false;
}
HWND hwnd = 0;
hwnd = ::CreateWindow(TEXT("Direct3D9App"), TEXT("Direct3D9App"),
WS_EX_TOPMOST,
0, 0, width, height,
0 /*parent hwnd*/, 0 /* menu */, hInstance, 0 /*extra*/);
if (!hwnd)
{
::MessageBox(0, TEXT("CreateWindow() - FAILED"), 0, 0);
return false;
}
::ShowWindow(hwnd, SW_SHOW);
::UpdateWindow(hwnd);
//
// Init D3D:
//
HRESULT hr = 0;
// Step 1: Create the IDirect3D9 object.
IDirect3D9* d3d9 = 0;
d3d9 = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
if (!d3d9)
{
::MessageBox(0, TEXT("Direct3DCreate9() - FAILED"), 0, 0);
return false;
}
// Step 2: Check for hardware vp.
D3DCAPS9 caps;
d3d9->GetDeviceCaps(D3DADAPTER_DEFAULT, deviceType, &caps);
int vp = 0;
if (caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT)
vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING;
else
vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING;
// Step 3: Fill out the D3DPRESENT_PARAMETERS structure.
D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
d3dpp.BackBufferWidth = width;
d3dpp.BackBufferHeight = height;
d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8;
d3dpp.BackBufferCount = 1;
d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE;
d3dpp.MultiSampleQuality = 0;
d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
d3dpp.hDeviceWindow = hwnd;
d3dpp.Windowed = windowed;
d3dpp.EnableAutoDepthStencil = true;
d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D24S8;
d3dpp.Flags = 0;
d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = D3DPRESENT_RATE_DEFAULT;
d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE;
// Step 4: Create the device.
hr = d3d9->CreateDevice(
D3DADAPTER_DEFAULT, // primary adapter
deviceType, // device type
hwnd, // window associated with device
vp, // vertex processing
&d3dpp, // present parameters
device); // return created device
if (FAILED(hr))
{
// try again using a 16-bit depth buffer
d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;
hr = d3d9->CreateDevice(
D3DADAPTER_DEFAULT,
deviceType,
hwnd,
vp,
&d3dpp,
device);
if (FAILED(hr))
{
d3d9->Release(); // done with d3d9 object
::MessageBox(0, TEXT("CreateDevice() - FAILED"), 0, 0);
return false;
}
}
d3d9->Release(); // done with d3d9 object
return true;
}
int d3d::EnterMsgLoop(bool(*ptr_display)(float timeDelta))
{
MSG msg;
::ZeroMemory(&msg, sizeof(MSG));
static float lastTime = (float)timeGetTime();
while (msg.message != WM_QUIT)
{
if (::PeekMessage(&msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE))
{
::TranslateMessage(&msg);
::DispatchMessage(&msg);
}
else
{
float currTime = (float)timeGetTime();
float timeDelta = (currTime - lastTime)*0.001f;
ptr_display(timeDelta);
lastTime = currTime;
}
}
return msg.wParam;
}
d3dInit.cpp
#include <windows.h>
#include "d3dUtility.h"
IDirect3DDevice9* Device = 0;
bool Setup()
{
return true;
}
void Cleanup()
{
}
bool Display(float timeDelta)
{
if( Device )
{
Device->Clear(0, 0, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, 0x00000000, 1.0f, 0);
Device->Present(0, 0, 0, 0);
}
return true;
}
LRESULT CALLBACK d3d::WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch( msg )
{
case WM_DESTROY:
::PostQuitMessage(0);
break;
case WM_KEYDOWN:
if( wParam == VK_ESCAPE )
::DestroyWindow(hwnd);
break;
}
return ::DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinstance,
HINSTANCE prevInstance,
PSTR cmdLine,
int showCmd)
{
if(!d3d::InitD3D(hinstance,
640, 480, true, D3DDEVTYPE_HAL, &Device))
{
::MessageBox(0, TEXT("InitD3D() - FAILED"), 0, 0);
return 0;
}
if(!Setup())
{
::MessageBox(0, TEXT("Setup() - FAILED"), 0, 0);
return 0;
}
d3d::EnterMsgLoop( Display );
Cleanup();
Device->Release();
return 0;
}
DX初始化其实总的来看，分为如下几个步骤：
- 获取IDirect3D9指针，该接口用于获取系统中物理硬件设备的信息并创建接口
IDirect3DDevice9，该接口代表用来显示3D图形的硬件设备。 - 检查设备性能
D3DCAPS9，我们需要判断显卡支持我们所需的功能。 - 初始化
D3DPRESENT_PARAMETERS，通过它的成员变量指定IDirect3DDevice9的参数。 - 初始化
D3DPRESENT_PARAMETERS。
运行程序
我们需要按照第一节DX9开发环境搭建中的指导配置好DXSDK和VS2017，然后把代码粘进去就可以运行了，目前我们什么都还没有绘制，因此得到的是一片黑（我们用黑色初始化了显示区域）。
如果是笔记本采用Nvidia Optimus模式的双显卡，我们可以打开任务管理器看一下，我们的程序是否在使用Nvidia显卡进行运算（其实Intel核心显卡的性能都已经远远超出这本书的要求了）。
注：不要在意GPU的占用率，因为我们没有控制帧数，目前显卡还只是在疯狂空转。