最近项目上有一个需求，就是要求我们绘制的图像必须精确到屏幕上的每个像素。这就要求我们对d3d的绘制有比较深入的认识，比如：我们已经设置好了3D变换中相机矩阵和投影矩阵（无论是透视变换还是正交变换），此时我们就已经在3D空间中确定了图像的边界（可以根据相机矩阵和投影矩阵计算出图像上下左右边界的位置），我们这里假设获取的图像边界为left,top,right,bottom。如果此时我们设置好窗口的视口区域，比如为(x,y,width,height)。经过上面的设置，D3D就知道应该将3D空间中图像的left对应到视口的x, top对应到视口的y ,right对应到视口的x+width, bottom对应到视口的y+height.此时视口中的每一个像素都可以经过透视变换的逆向变换到对应3D中间中的某个点。由此我们知道在3D空间中指定的区域只是图像的边界，left位置对应的是视口中最左边那一列像素的左边界,right位置对应的是视口中最右边那一列像素的右边界(top/bottom同上）。
如果我们给left,top指定的纹理坐标为(0,0),right,bottom指定纹理坐标为(1,1)，那整张纹理就会贴到整个设置的视口当中。
这里有一个需要注意的地方就是，当我们用d3d9的直接绘制纹理到像素的方式（也就是顶点样式用了D3DFVF_XYZRHW格式）时，需要将绘制到窗口上坐标偏移(-0.5,-0.5）像素。原因如下：
DX9纹理半像素偏移-Directly Mapping Texels to Pixels
为什么在2D渲染时primitive的位置需要偏移0.5,但3D渲染时不用
还有我以前写过一个demo验证过这个问题，可以证明d3d绘制的时候指定是边界，而不是像素中心点位置(D3D画线和画面的总结)。
测试demo代码如下：
//-----------------------------------【程序说明】---------------------------------------------- // 程序名称:：D3Ddemo5 // 2013年4月 Create by 浅墨 // 描述：迈向三维世界：Direct3D四大变换 示例程序 //------------------------------------------------------------------------------------------------ //-----------------------------------【头文件包含部分】--------------------------------------- // 描述：包含程序所依赖的头文件 //------------------------------------------------------------------------------------------------ #include <d3d9.h> #include <d3dx9.h> #include <tchar.h> //-----------------------------------【库文件包含部分】--------------------------------------- // 描述：包含程序所依赖的库文件 //------------------------------------------------------------------------------------------------ #pragma comment(lib,"winmm.lib") //调用PlaySound函数所需库文件 #pragma comment(lib,"d3d9.lib") #pragma comment(lib,"d3dx9.lib") //-----------------------------------【宏定义部分】-------------------------------------------- // 描述：定义一些辅助宏 //------------------------------------------------------------------------------------------------ #define WINDOW_WIDTH 800 //为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度 #define WINDOW_HEIGHT 600 //为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度 #define WINDOW_TITLE L"【致我们永不熄灭的游戏开发梦想】迈向三维世界：Direct3D四大变换 示例程序" //为窗口标题定义的宏 #define SAFE_RELEASE(p) { if(p) { (p)->Release(); (p)=NULL; } } //定义一个安全释放宏，便于后面COM接口指针的释放 #define USE_2D_RENDER //------------------------------------------------------------------------------------------------ // 【顶点缓存使用四步曲之一】：设计顶点格式 //------------------------------------------------------------------------------------------------ #ifdef USE_2D_RENDER struct CUSTOMVERTEX { FLOAT x, y, z; FLOAT rhw; DWORD color; }; #define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZRHW|D3DFVF_DIFFUSE) //FVF灵活顶点格式 #else struct CUSTOMVERTEX { FLOAT x, y, z; DWORD color; }; #define D3DFVF_CUSTOMVERTEX (D3DFVF_XYZ|D3DFVF_DIFFUSE) //FVF灵活顶点格式 #endif //-----------------------------------【全局变量声明部分】------------------------------------- // 描述：全局变量的声明 //------------------------------------------------------------------------------------------------ LPDIRECT3DDEVICE9 g_pd3dDevice = NULL; //Direct3D设备对象 ID3DXFont* g_pFont = NULL; //字体COM接口 float g_FPS = 0.0f; //一个浮点型的变量，代表帧速率 wchar_t g_strFPS[50]; //包含帧速率的字符数组 LPDIRECT3DVERTEXBUFFER9 g_pVertexBuffer = NULL; //顶点缓冲区对象 //-----------------------------------【全局函数声明部分】------------------------------------- // 描述：全局函数声明，防止“未声明的标识”系列错误 //------------------------------------------------------------------------------------------------ LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam);//窗口过程函数 HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D的初始化 HRESULT Objects_Init(HWND hwnd); //在这个函数中进行要绘制的物体的资源初始化 VOID Direct3D_Render(HWND hwnd); //在这个函数中进行Direct3D渲染代码的书写 VOID Direct3D_CleanUp(); //在这个函数中清理COM资源以及其他资源 float Get_FPS(); //计算帧数的函数 VOID Matrix_Set(HWND hwnd); //封装了四大变换的函数 //-----------------------------------【WinMain( )函数】-------------------------------------- // 描述：Windows应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始 //------------------------------------------------------------------------------------------------ int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd) { //【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类 WNDCLASSEX wndClass = { 0 }; //用WINDCLASSEX定义了一个窗口类 wndClass.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX); //设置结构体的字节数大小 wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; //设置窗口的样式 wndClass.lpfnWndProc = WndProc; //设置指向窗口过程函数的指针 wndClass.cbClsExtra = 0; //窗口类的附加内存，取0就可以了 wndClass.cbWndExtra = 0; //窗口的附加内存，依然取0就行了 wndClass.hInstance = hInstance; //指定包含窗口过程的程序的实例句柄。 wndClass.hIcon = (HICON)::LoadImage(NULL, L"icon.ico", IMAGE_ICON, 0, 0, LR_DEFAULTSIZE | LR_LOADFROMFILE); //本地加载自定义ico图标 wndClass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); //指定窗口类的光标句柄。 wndClass.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); //为hbrBackground成员指定一个白色画刷句柄 wndClass.lpszMenuName = NULL; //用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。 wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop"; //用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。 //【2】窗口创建四步曲之二：注册窗口类 if (!RegisterClassEx(&wndClass)) //设计完窗口后，需要对窗口类进行注册，这样才能创建该类型的窗口 return -1; //【3】窗口创建四步曲之三：正式创建窗口 HWND hwnd = CreateWindow(L"ForTheDreamOfGameDevelop", WINDOW_TITLE, //喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindow WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL); //Direct3D资源的初始化，调用失败用messagebox予以显示 if (!(S_OK == Direct3D_Init(hwnd))) { MessageBox(hwnd, _T("Direct3D初始化失败~！"), _T("浅墨的消息窗口"), 0); //使用MessageBox函数，创建一个消息窗口 } //【4】窗口创建四步曲之四：窗口的移动、显示与更新 MoveWindow(hwnd, 250, 80, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, true); //调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处 ShowWindow(hwnd, nShowCmd); //调用ShowWindow函数来显示窗口 UpdateWindow(hwnd); //对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样 PlaySound(L"永遠の誓い.wav", NULL, SND_FILENAME | SND_ASYNC | SND_LOOP); //循环播放背景音乐 //【5】消息循环过程 MSG msg = { 0 }; //初始化msg while (msg.message != WM_QUIT) //使用while循环 { if (PeekMessage(&msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE)) //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。 { TranslateMessage(&msg); //将虚拟键消息转换为字符消息 DispatchMessage(&msg); //该函数分发一个消息给窗口程序。 } else { Direct3D_Render(hwnd); //进行渲染 } } //【6】窗口类的注销 UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance); //程序准备结束，注销窗口类 return 0; } //-----------------------------------【WndProc( )函数】-------------------------------------- // 描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理 //------------------------------------------------------------------------------------------------ LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { switch (message) //switch语句开始 { case WM_PAINT: // 若是客户区重绘消息 Direct3D_Render(hwnd); //调用Direct3D渲染函数 ValidateRect(hwnd, NULL); // 更新客户区的显示 break; //跳出该switch语句 case WM_KEYDOWN: // 若是键盘按下消息 if (wParam == VK_ESCAPE) // 如果被按下的键是ESC DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息 break; //跳出该switch语句 case WM_DESTROY: //若是窗口销毁消息 Direct3D_CleanUp(); //调用自定义的资源清理函数Game_CleanUp（）进行退出前的资源清理 PostQuitMessage(0); //向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息 break; //跳出该switch语句 default: //若上述case条件都不符合，则执行该default语句 return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam); //调用缺省的窗口过程 } return 0; //正常退出 } //-----------------------------------【Direct3D_Init( )函数】-------------------------------------- // 描述：Direct3D初始化函数，进行Direct3D的初始化 //------------------------------------------------------------------------------------------------ HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd) { //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之一，创接口】：创建Direct3D接口对象, 以便用该Direct3D对象创建Direct3D设备对象 //-------------------------------------------------------------------------------------- LPDIRECT3D9 pD3D = NULL; //Direct3D接口对象的创建 if (NULL == (pD3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION))) //初始化Direct3D接口对象，并进行DirectX版本协商 return E_FAIL; //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之二,取信息】：获取硬件设备信息 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DCAPS9 caps; int vp = 0; if (FAILED(pD3D->GetDeviceCaps(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &caps))) { return E_FAIL; } if (caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT) vp = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING; //支持硬件顶点运算，我们就采用硬件顶点运算，妥妥的 else vp = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING; //不支持硬件顶点运算，无奈只好采用软件顶点运算 //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之三，填内容】：填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构体 //-------------------------------------------------------------------------------------- RECT formatRect; GetClientRect(hwnd, &formatRect); D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp; ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp)); d3dpp.BackBufferWidth = formatRect.right; d3dpp.BackBufferHeight = formatRect.bottom; d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8; d3dpp.BackBufferCount = 1; d3dpp.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE; d3dpp.MultiSampleQuality = 0; d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD; d3dpp.hDeviceWindow = hwnd; d3dpp.Windowed = true; d3dpp.EnableAutoDepthStencil = false; d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D24S8; d3dpp.Flags = 0; d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = 0; d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE; //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D初始化四步曲之四，创设备】：创建Direct3D设备接口 //-------------------------------------------------------------------------------------- if (FAILED(pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hwnd, vp, &d3dpp, &g_pd3dDevice))) return E_FAIL; SAFE_RELEASE(pD3D) //LPDIRECT3D9接口对象的使命完成，我们将其释放掉 if (!(S_OK == Objects_Init(hwnd))) return E_FAIL; //调用一次Objects_Init，进行渲染资源的初始化 // 设置渲染状态 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_LIGHTING, FALSE); //关闭光照 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_CCW); //开启背面消隐 return S_OK; } //-----------------------------------【Object_Init( )函数】-------------------------------------- // 描述：渲染资源初始化函数，在此函数中进行要被渲染的物体的资源的初始化 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- HRESULT Objects_Init(HWND hwnd) { //创建字体 if (FAILED(D3DXCreateFont(g_pd3dDevice, 36, 0, 0, 1, false, DEFAULT_CHARSET, OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, 0, _T("微软雅黑"), &g_pFont))) return E_FAIL; srand(timeGetTime()); //用系统时间初始化随机种子 //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【顶点缓存、索引缓存绘图四步曲之二】：创建顶点缓存和索引缓存 //-------------------------------------------------------------------------------------- //创建顶点缓存 if (FAILED(g_pd3dDevice->CreateVertexBuffer(6 * sizeof(CUSTOMVERTEX), 0, D3DFVF_CUSTOMVERTEX, D3DPOOL_DEFAULT, &g_pVertexBuffer, NULL))) { return E_FAIL; } #ifdef USE_2D_RENDER CUSTOMVERTEX Vertices[] = { { 1.1f, 1.1f, 0.0f,0.0f, 0xffffff00 }, { 783.5f, 1.1f, 0.0f,0.0f, 0xffffff00 }, { 783.5f, 557.5f, 0.0f,0.0f, 0xffffff00 }, { 1.1f, 1.1f, 0.0f,0.0f, 0xffff0000 }, { 783.f, 557.f, 0.0f,0.0f, 0xffff0000 }, { 1.1f, 557.f, 0.0f,0.0f, 0xffff0000 } }; #else CUSTOMVERTEX Vertices[] = { { 1.f, 1.f, 0.0f, 0xffffff00 }, { 783.f, 1.f, 0.0f, 0xffffff00 }, { 783.f, 557.f, 0.0f, 0xffffff00 }, { 1.f, 1.f, 0.0f, 0xffff0000 }, { 783.f, 557.f, 0.0f, 0xffff0000 }, { 1.f, 557.f, 0.0f, 0xffff0000 } }; #endif //填充顶点缓存 VOID* pVertices; if (FAILED(g_pVertexBuffer->Lock(0, sizeof(Vertices), (void**)&pVertices, 0))) return E_FAIL; memcpy(pVertices, Vertices, sizeof(Vertices)); g_pVertexBuffer->Unlock(); return S_OK; } //-----------------------------------【Matrix_Set( )函数】-------------------------------------- // 描述：封装了Direct3D四大变换的函数，即世界变换，取景变换，投影变换，视口变换的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- VOID Matrix_Set(HWND hwnd) { RECT formatRect; GetClientRect(hwnd, &formatRect); #ifndef USE_2D_RENDER //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之一】：世界变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- //D3DXMATRIX matWorld, Rx, Ry, Rz; //D3DXMatrixIdentity(&matWorld); // 单位化世界矩阵 //D3DXMatrixRotationX(&Rx, D3DX_PI *(::timeGetTime() / 1000.0f)); // 绕X轴旋转 //D3DXMatrixRotationY(&Ry, D3DX_PI *(::timeGetTime() / 1000.0f / 2)); // 绕Y轴旋转 //D3DXMatrixRotationZ(&Rz, D3DX_PI *(::timeGetTime() / 1000.0f / 3)); // 绕Z轴旋转 //matWorld = Rx * Ry * Rz * matWorld; // 得到最终的组合矩阵 //g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_WORLD, &matWorld); //设置世界变换矩阵 //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之二】：取景变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DXMATRIX matView; //定义一个矩阵 D3DXVECTOR3 vEye(formatRect.right / 2.0f, formatRect.bottom / 2.0f, 100.0f); //摄像机的位置 D3DXVECTOR3 vAt(formatRect.right / 2.0f, formatRect.bottom / 2.0f, 0.0f); //观察点的位置 D3DXVECTOR3 vUp(0.0f, -1.0f, 0.0f);//向上的向量 D3DXMatrixLookAtLH(&matView, &vEye, &vAt, &vUp); //计算出取景变换矩阵 g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_VIEW, &matView); //应用取景变换矩阵 //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之三】：投影变换矩阵的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DXMATRIX matProj; //定义一个矩阵 //D3DXMatrixPerspectiveFovLH(&matProj, D3DX_PI / 4.0f, 1.0f, 1.0f, 1000.0f); //计算投影变换矩阵 D3DXMatrixOrthoLH(&matProj, formatRect.right, formatRect.bottom, 1.0f, 1000.0f); g_pd3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &matProj); //设置投影变换矩阵 #endif //-------------------------------------------------------------------------------------- //【四大变换之四】：视口变换的设置 //-------------------------------------------------------------------------------------- D3DVIEWPORT9 vp; //实例化一个D3DVIEWPORT9结构体，然后做填空题给各个参数赋值就可以了 vp.X = 0; //视口相对于窗口的X坐标 vp.Y = 0; //视口相对对窗口的Y坐标 vp.Width = formatRect.right; //视口的宽度 vp.Height = formatRect.bottom; //视口的高度 vp.MinZ = 0.0f; //视口在深度缓存中的最小深度值 vp.MaxZ = 1.0f; //视口在深度缓存中的最大深度值 g_pd3dDevice->SetViewport(&vp); //视口的设置 } //-----------------------------------【Direct3D_Render( )函数】------------------------------- // 描述：使用Direct3D进行渲染 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- void Direct3D_Render(HWND hwnd) { //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之一】：清屏操作 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(255, 214, 158), 1.0f, 0); //定义一个矩形，用于获取主窗口矩形 RECT formatRect; GetClientRect(hwnd, &formatRect); //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之二】：开始绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->BeginScene(); // 开始绘制 Matrix_Set(hwnd);//调用封装了四大变换的函数，对Direct3D世界变换，取景变换，投影变换，视口变换进行设置 // 获取键盘消息并给予设置相应的填充模式 if (::GetAsyncKeyState(0x31) & 0x8000f) // 若数字键1被按下，进行线框填充 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE, D3DFILL_WIREFRAME); if (::GetAsyncKeyState(0x32) & 0x8000f) // 若数字键2被按下，进行实体填充 g_pd3dDevice->SetRenderState(D3DRS_FILLMODE, D3DFILL_SOLID); g_pd3dDevice->SetStreamSource(0, g_pVertexBuffer, 0, sizeof(CUSTOMVERTEX));//把包含的几何体信息的顶点缓存和渲染流水线相关联 g_pd3dDevice->SetFVF(D3DFVF_CUSTOMVERTEX);//指定我们使用的灵活顶点格式的宏名称 g_pd3dDevice->DrawPrimitive(D3DPT_TRIANGLELIST, 0, 2); //在窗口右上角处，显示每秒帧数 int charCount = swprintf_s(g_strFPS, 20, _T("FPS:%0.3f"), Get_FPS()); g_pFont->DrawText(NULL, g_strFPS, charCount, &formatRect, DT_TOP | DT_RIGHT, D3DCOLOR_XRGB(255, 39, 136)); //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之四】：结束绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->EndScene(); // 结束绘制 //-------------------------------------------------------------------------------------- // 【Direct3D渲染五步曲之五】：显示翻转 //-------------------------------------------------------------------------------------- g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL); // 翻转与显示 } //-----------------------------------【Get_FPS( )函数】------------------------------------------ // 描述：用于计算每秒帧速率的一个函数 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- float Get_FPS() { //定义四个静态变量 static float fps = 0; //我们需要计算的FPS值 static int frameCount = 0;//帧数 static float currentTime = 0.0f;//当前时间 static float lastTime = 0.0f;//持续时间 frameCount++;//每调用一次Get_FPS()函数，帧数自增1 currentTime = timeGetTime()*0.001f;//获取系统时间，其中timeGetTime函数返回的是以毫秒为单位的系统时间，所以需要乘以0.001，得到单位为秒的时间 //如果当前时间减去持续时间大于了1秒钟，就进行一次FPS的计算和持续时间的更新，并将帧数值清零 if (currentTime - lastTime > 1.0f) //将时间控制在1秒钟 { fps = (float)frameCount / (currentTime - lastTime);//计算这1秒钟的FPS值 lastTime = currentTime; //将当前时间currentTime赋给持续时间lastTime，作为下一秒的基准时间 frameCount = 0;//将本次帧数frameCount值清零 } return fps; } //-----------------------------------【Direct3D_CleanUp( )函数】-------------------------------- // 描述：资源清理函数，在此函数中进行程序退出前资源的清理工作 //--------------------------------------------------------------------------------------------------- void Direct3D_CleanUp() { SAFE_RELEASE(g_pVertexBuffer) SAFE_RELEASE(g_pFont) SAFE_RELEASE(g_pd3dDevice) }从上面代码我们可以得知，当坐标变为1.1时，此时的值相当于2，当坐标变为783.5时，此时值相当于784.坐标的位置是往上取整的。
