博客

首先声明，本人是自学DX12，有很多的理解也许不到位，不过都是自己的理解。在很长一段时间里边，我从迷茫到有一天开始能看懂，现在是第三次开始刷DX12了，于是在此表明写作的初衷：

1.有一些DX12的学习心得，希望发出来，有大佬如果愿意指教，万分感谢；

2.如果对于才入门的人来说，这可能是我的白话教程，也许会对你有所帮助，但不可尽信，因为我也不确定我对不对；

3.DX12的概念很多，也是想把这作为自己的学习笔记来做，希望对自己也有帮助，如果有一天我发现哪里错了会及时回来更正。

那么话不多说，现在开始！！！

初始化Direct3D

一.创建设备

DX12中这里讲得就有点跳跃了，个人认为的顺序应该这样：

首先，我们需要一个工厂类IDXGIFactory4，这个类有两个作用：

1.枚举适配器（显卡）；2.创建交换链（PS：这不是一个扫盲教程，如果你这个也不知道，建议你还是先看看DX12的手册）

这个类对象的创建如下：

Microsoft::WRL::ComPtr<IDXGIFactory4> mdxgiFactory;

ThrowIfFailed(CreateDXGIFactory1(IID_PPV_ARGS(&mdxgiFactory)));

然后，我们需要用这个对象mdxgiFactory枚举我们可以使用的显卡等适配器（有很多检查的细节就不说了，毕竟我们不是照搬教材，而是说主线逻辑）：

ComPtr<IDXGIAdapter1> pIAdapter;

mdxgiFactory->EnumAdapters1(adapterIndex, &pIAdapter);

最后，对于一个选定的适配器pIAdapter，我们拿着它去创建设备

HRESULT hardwareResult = D3D12CreateDevice(

pIAdapter.Get(),             // 设置为nullptr为default adapter

D3D_FEATURE_LEVEL_12_1,//DX支持1的级别类型

IID_PPV_ARGS(&md3dDevice)//返回的设备，也就是我们创建的对象

);

这里我们讲一次IID_PPV_ARGS这个宏实际包含了两个东西，uuid的COM ID和对象的指针，这个很常用。

二、创建围栏

冷不丁的冒一句还是很突兀的，不过就是这么突兀，并不是很多事情一下子就有联系的，也就是说一和二似乎并没有先后顺序。

围栏的主要作用：同步——通过围栏值来实现

Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Fence> mFence;

ThrowIfFailed(md3dDevice->CreateFence(0, //初始值

D3D12_FENCE_FLAG_NONE,

IID_PPV_ARGS(&mFence)));

三、获取当前平台下各种描述符的大小

对的，这也很突兀，所以和前边也没有顺序关系。核心函数是：GetDescriptorHandleIncrementSize(类型);

因为不同的机器这些描述符可能存在差异，所以我们这一步实际是在为后边开空间做准备：mRtvDescriptorSize = md3dDevice->GetDescriptorHandleIncrementSize(D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV);//RTV

mDsvDescriptorSize = md3dDevice->GetDescriptorHandleIncrementSize(D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_DSV);//DSV

mCbvSrvUavDescriptorSize = md3dDevice->GetDescriptorHandleIncrementSize(D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_CBV_SRV_UAV);

四、检测4X MSAA的支持

实际上DX11之上就默认支持了，是否检测看你的编程需要，所以检测方法如下，不打算详细说：

D3D12_FEATURE_DATA_MULTISAMPLE_QUALITY_LEVELS msQualityLevels;

msQualityLevels.Format = mBackBufferFormat;

msQualityLevels.SampleCount = 4;

msQualityLevels.Flags = D3D12_MULTISAMPLE_QUALITY_LEVELS_FLAG_NONE;

msQualityLevels.NumQualityLevels = 0;

//完成属性结构体填充之后，msQualityLevels在CheckFeatureSupport被设置，修改NumQualityLevels

ThrowIfFailed(md3dDevice->CheckFeatureSupport(

D3D12_FEATURE_MULTISAMPLE_QUALITY_LEVELS,

&msQualityLevels,

sizeof(msQualityLevels)));

基本逻辑就是填写一个结构体，然后调用CheckFeatureSupport(检测类型，结构体指针，结构体数据大小)。重点提一下，在DX12中有很多这种逻辑的设计：结构体+对象。这里结构体里的数据是输入输出都有的，比如返回的： m4xMsaaQuality = msQualityLevels.NumQualityLevels;

assert(m4xMsaaQuality > 0 && “Unexpected MSAA quality level.”);

可以查询到当前设置采样数下的最高级别，这可以用在后边。

OK！现在是比较难的来了，个人感觉这是概念比较多也比较难记住的部分，跟紧我往下看。

五、创建命令队列，命令分配器和命令列表

我不知道DX12手册为啥不写分配器，明明三个才是一个整体。

这里解释一下三者的关系和创建方法：

1.命令队列CommandQueue是一个环形队列，是GPU获得操作指令的地方，这里有一个我不是很理解的地方，在CPU里边创建这个队列的对象，他是怎么到GPU的呢？我只是有一些猜测，如果知道的大佬，麻烦下方留言探讨一下。

他的创建方法如下：结构体描述+创建

D3D12_COMMAND_QUEUE_DESC queueDesc = {};

queueDesc.Type = D3D12_COMMAND_LIST_TYPE_DIRECT;//注意这个格式

queueDesc.Flags = D3D12_COMMAND_QUEUE_FLAG_NONE;

//创建命令队列

ThrowIfFailed(md3dDevice->CreateCommandQueue(&queueDesc, IID_PPV_ARGS(&mCommandQueue)));

2.命令分配器是CPU里边存储命令的地方（至少我是这么理解的），他似乎是在命令列表的上一层，也就是说命令列表负责实际设置哪些命令，而他似乎内部实现一个类似vector的push_back的功能，把这些设置的命令存起来，看看他的创建我们可能可以看出一点端倪：ThrowIfFailed(md3dDevice->CreateCommandAllocator(

D3D12_COMMAND_LIST_TYPE_DIRECT,//还是注意这个类型，这已经和命令队列对应上了

IID_PPV_ARGS(mDirectCmdListAlloc.GetAddressOf())));

3.再说命令列表，我的理解就是设置命令，这是一个异步操作。先看他的创建：ThrowIfFailed(md3dDevice->CreateCommandList(

0,//这个0实际是显卡的索引，就是你要交给谁来处理

D3D12_COMMAND_LIST_TYPE_DIRECT,//这里，这个类型又出现了

mDirectCmdListAlloc.Get(), // 关联命令分配器

nullptr,                   // Initial PipelineStateObject

IID_PPV_ARGS(mCommandList.GetAddressOf())));

看完上边这个创建，我们似乎就明白了三者的关系：命令列表作为设置命令的第一线，比如：mCommandList->RSSetViewPorts(…);将命令设置之后，自动的就放到了他关联的命令分配器mDirectCmdListAlloc中，这就是我觉得push_back的所在（不喜勿喷）。我们设置命令使用mCommandList->….  然后他就放入分配器存起来，那么这些命令如何被GPU用起来呢？ID3D12CommandList* cmdsLists[] = { mCommandList.Get() };

mCommandQueue->ExecuteCommandLists(_countof(cmdsLists), cmdsLists);

看懂了吗？是命令队列的对象把命令送进GPU的，如果说这个函数里边有this指针，是不是意味着这里的mCommandQueue就是GPU的CommandQueue，那个循环取命令队列。

OK，三个的逻辑梳理了，再说一点注意事项：

创建时，或者使用Reset函数（命令列表和分配器）都处于打开的状态，特别要注意的是在ExecuteCommandLists之前要先关闭mCommandList，至于分配器，因为要进行复用时会有Reset的刷新操作，并且之后又是往里边加东西，我还不知道啥时候要关他，，，，

六、交换链

或者我们就把他叫双缓冲，为了实现流畅的页面翻转。创建交换链也是经典逻辑：结构体+创建。这里的结构体包含了对缓冲区（RT）尺寸，格式，多从采样，RT数目以及显示模式等的描述，然后就是调用函数创建：

DXGI_SWAP_CHAIN_DESC sd;

sd.BufferDesc.Width = mClientWidth;

sd.BufferDesc.Height = mClientHeight;

sd.BufferDesc.RefreshRate.Numerator = 60;

sd.BufferDesc.RefreshRate.Denominator = 1;

sd.BufferDesc.Format = mBackBufferFormat;

sd.BufferDesc.ScanlineOrdering = DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER_UNSPECIFIED;

sd.BufferDesc.Scaling = DXGI_MODE_SCALING_UNSPECIFIED;

sd.SampleDesc.Count = m4xMsaaState ? 4 : 1;

//这不就用到了吗？就是我们做4XMSAA检测的地方那个返回来的参数

sd.SampleDesc.Quality = m4xMsaaState ? (m4xMsaaQuality – 1) : 0;

//看一下这两行，我们后边要用，真的要用！！！


sd.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;//将数据渲染到后台缓冲区



sd.BufferCount = SwapChainBufferCount;//双缓冲就是2


sd.OutputWindow = mhMainWnd;//渲染窗口的句柄，在我创建的窗口处生成

sd.Windowed = true;//true窗口模式，false全屏模式


sd.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD;//使用翻页技术


sd.Flags = DXGI_SWAP_CHAIN_FLAG_ALLOW_MODE_SWITCH;//全屏自动适应窗口

// Note: Swap chain uses queue to perform flush.

ThrowIfFailed(mdxgiFactory->CreateSwapChain(


mCommandQueue.Get(),//这里是不是代表着切换是由命令队列来驱动的，好像还是自动的


&sd,

mSwapChain.GetAddressOf()));//返回所创建的交换链接

七、描述符相关

因为这里我觉得不止是描述符堆，这东西脱离了描述符就没意思了，所以一起讲，因此：他内容比较多，并且，我觉得是和命令三剑客一样很容易记混淆的东西，我尝试说清楚，我们开始吧。

基本概念：

描述符：或者叫视图，比如RTV，DSV，CBV，SRV和UAV，不仅包含数据，还负责解释数据格式等。

描述符堆：存储描述符的地方，如果把描述符理解为带下标的元素，那这个就是数组。

我在这里写个东西：int arr[10]={};等下我们来看看有多像。

1.创建描述符堆（描述符数组）

经典的：结构体+创建

Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> mRtvHeap;

D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC rtvHeapDesc;

rtvHeapDesc.NumDescriptors = SwapChainBufferCount;//双缓冲，2

rtvHeapDesc.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV;//RTV的堆

rtvHeapDesc.Flags = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_NONE;

rtvHeapDesc.NodeMask = 0;

ThrowIfFailed(md3dDevice->CreateDescriptorHeap(

&rtvHeapDesc, IID_PPV_ARGS(mRtvHeap.GetAddressOf())));

上边是RTV的，对应DSV的高度相似，只是数量和类型 ：

dsvHeapDesc.NumDescriptors = 1;

dsvHeapDesc.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_DSV;

这里的类型：D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV是不是对应了int

这里的堆：rtvHeapDesc是不是对应了arr，当然里边还有数量，dddd。

2.创建描述符（视图）

比如RTV，这就相当于arr的具体元素了。创建元素说到底在一个内存地址里边放入我们需要的数据。对于RTV，他的地址是给定了的，不是我们随意分配的，这可能就是和创建数组的一点区别，那么这个地址在哪里？我们回顾一下我们在第六步，创建交换链的时候，指定了“渲染到后台缓冲RTV”以及数量“2个”,是不是可以说我们开了空间了，对的，这里就把空间开出来了，那么怎么得到这个地址呢？

Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Resource> mSwapChainBuffer[SwapChainBufferCount];

ThrowIfFailed(mSwapChain->GetBuffer(i, IID_PPV_ARGS(&mSwapChainBuffer[i])));//第一个参数表示获得地址的索引，就是双缓冲的第一个或第二个地址，把地址里边的数据存到资源mSwapChainBuffer[i]中。

然后拿着这个资源数据填到我们开出的数组mRtvHeap这个描述符堆当中，那么我们以后从这个堆就能找到我们的数据，作为哪种数据就看这个堆的类型：

CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE rtvHeapHandle(mRtvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart());//从mRtvHeap堆得到他的首地址rtvHeapHandle.Offset(index, mRtvDescriptorSize);//根据首地址和这个类型数据的大小进行偏移，看看，这就是我们从第二步得到的RTV这种类型的存储空间大小,这里的逻辑就是：

我们希望得到的地址rtvHeapHandle=首地址+index*mRtvDescriptorSize

在我们希望到达的地址处，也就是堆中的具体位置，把我们从SwapChain中得到的数据绑定进去

md3dDevice->CreateRenderTargetView(mSwapChainBuffer[i].Get(), nullptr, rtvHeapHandle);

这就意味着以后从堆，偏移到对应地址，可以拿到RTV中的数据。

哇，好难啊，好绕啊，我也想简单一点，不过基本思路就是：1.获取交换链不同RTV中的存储数据；2.得到RTV堆对应索引存储位置；3.把这个数据与这个地址进行绑定；就实现了关联，猜测一下，这肯定不是只拷贝，肯定是指针这类引用，一个萝卜一个坑，提供一种从外界访问交换链数据的手段，因为我们可能会在输出合并阶段用到这个数据（渲染到纹理技术）。

3.创建DSV

很不幸，DSV不能像RTV那样创建，当然，意料之中，毕竟我们还没有给DSV开空间呢。DSV是GPU的访问资源，创建DSV还是满足经典格式：结构体+创建。

D3D12_RESOURCE_DESC depthStencilDesc;

depthStencilDesc.Dimension = D3D12_RESOURCE_DIMENSION_TEXTURE2D;

depthStencilDesc.Alignment = 0;

depthStencilDesc.Width = mClientWidth;

depthStencilDesc.Height = mClientHeight;

depthStencilDesc.DepthOrArraySize = 1;

depthStencilDesc.MipLevels = 1;

depthStencilDesc.Format = DXGI_FORMAT_R24G8_TYPELESS;

depthStencilDesc.SampleDesc.Count = m4xMsaaState ? 4 : 1;

depthStencilDesc.SampleDesc.Quality = m4xMsaaState ? (m4xMsaaQuality – 1) : 0;

depthStencilDesc.Layout = D3D12_TEXTURE_LAYOUT_UNKNOWN;


depthStencilDesc.Flags = D3D12_RESOURCE_FLAG_ALLOW_DEPTH_STENCIL;

D3D12_CLEAR_VALUE optClear;

optClear.Format = mDepthStencilFormat;

optClear.DepthStencil.Depth = 1.0f;

optClear.DepthStencil.Stencil = 0;

ThrowIfFailed(md3dDevice->CreateCommittedResource(

&

CD3DX12_HEAP_PROPERTIES(D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT),


D3D12_HEAP_FLAG_NONE,

&depthStencilDesc,


D3D12_RESOURCE_STATE_COMMON,


&optClear,

IID_PPV_ARGS(mDepthStencilBuffer.GetAddressOf())));

相当的惊人，这个结构体好长（小声bb我才不会自己写，都是抄的源码）。它包含的是一些深度信息设置，清楚信息等，最后，关键点：CreateCommittedResource，这个函数的作用

1.创建资源（数据）mDepthStencilBuffer；

2.创建一个堆CD3DX12_HEAP_PROPERTIES(D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT)；

结束了吗？有了数据和存数据的数组。好像结束了，看看这里：

int arr[10]={};1,2,3,4,5….数据咋存不进数组呢？因为数据不是数组的元素。

也许我理解的不对，但是还是那句话，我不会，所以你别喷，知道就来指导，谢谢。

那要怎么放进去呢？描述符（包含数据和解释数据）

D3D12_DEPTH_STENCIL_VIEW_DESC dsvDesc;

dsvDesc.Flags = D3D12_DSV_FLAG_NONE;

dsvDesc.ViewDimension = D3D12_DSV_DIMENSION_TEXTURE2D;

dsvDesc.Format = mDepthStencilFormat;

dsvDesc.Texture2D.MipSlice = 0;

md3dDevice->CreateDepthStencilView(mDepthStencilBuffer.Get(), &dsvDesc//这里也可以不指定格式使用nullptr那就直接使用资源数据定义好的格式, DepthStencilView());

OK经典操作：结构体+创建。这里有数据mDepthStencilBuffer，还使用DepthStencilView获得了DSV地址：

D3D12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE D3DApp::DepthStencilView()const

{


return mDsvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart();

}

又是一个获得数据，数据用描述符描述，存入堆（数组）的圆满解决。不过还是有注意事项的：

我们创建资源的时候他的类型是

D3D12_RESOURCE_STATE_COMMON；

因此，要让后台能往里边写东西这是不对的，需要这样做：

mCommandList->ResourceBarrier(1, &CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(mDepthStencilBuffer.Get(),//对哪个资源

D3D12_RESOURCE_STATE_COMMON, //之前的状态（读写权限）D3D12_RESOURCE_STATE_DEPTH_WRITE));//转换之后的状态（读写权限）

这叫做资源转换，是设置资源的读写权限的，防止读写冲突

注意一下在创建堆的时候只有一句，这里的参数是堆的类型，我们有四种类型：默认，上传，回读还有自定义，以我为数不多的学习经验，知道默认和上传就可以了，因为其他的我还没接触过，有例子的欢迎发来羞辱我一下，哈哈哈哈。

八、视口、剪裁矩形设置

能看到这里，那你很不错了，至少你攒足了劲想diss我或者你学到了一点东西，因为这之后很简单了。

视口设置——经典：结构体+创建

mScreenViewport.TopLeftX = 0;

mScreenViewport.TopLeftY = 0;

mScreenViewport.Width    = static_cast<float>(mClientWidth);

mScreenViewport.Height   = static_cast<float>(mClientHeight);

mScreenViewport.MinDepth = 0.0f;

mScreenViewport.MaxDepth = 1.0f;

mCommandList->RSSetViewports(1, &mScreenViewport);

设置好了交给命令列表加进去，就这么简单，只是注意一下如果命令列表重置，这个也要重置。

剪裁矩形设置——为了直接排除一些像素的渲染，比如我们在界面上有一块是矩形的UI，根本看不到图形就可以用这个直接把这块裁减了，使用方法，你懂的，就是那啥。。。。

mScissorRect = { 0, 0, mClientWidth, mClientHeight }; //角点坐标，长宽

mCommandList->RSSetScissorRects(1, &mScissorRect);

注意事项也是一样的：如果命令列表重置，这个也要重置。

喜大普奔，咱们做完了，不知道我讲的你懂了吗？哈哈，希望你懂了，来指导我哪里错了。