DirectX11--深入理解与使用2D纹理资源
Posted lonelyxmas
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了DirectX11--深入理解与使用2D纹理资源相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
原文:DirectX11--深入理解与使用2D纹理资源前言
写教程到现在，我发现有关纹理资源的一些解说和应用都写的太过分散，导致连我自己找起来都不方便。现在决定把这部分的内容整合起来，尽可能做到一篇搞定所有2D纹理相关的内容，其中包括：
- DDSTextureLoader和WICTextureLoader
- ScreenGrab
- 2D纹理的一般创建方法
- 2D纹理数组的一般创建方法
- 2D纹理立方体的一般创建方法
- 纹理子资源
- 纹理资源的完整复制
- 纹理子资源指定区域的复制
- 纹理从GPU映射回CPU进行读写
- 使用内存初始化纹理
你必须要先了解纹理映射，然后再来看这部分内容，原本分散在各个章节的部分现在都已经删去。
| 章节回顾 |
|---|
| 09 纹理映射与采样器状态 |
DirectX11 With Windows SDK完整目录
欢迎加入QQ群: 727623616 可以一起探讨DX11，以及有什么问题也可以在这里汇报。
DDSTextureLoader和WICTextureLoader库
DDS位图和WIC位图
DDS是一种图片格式，是DirectDraw Surface的缩写，它是DirectX纹理压缩（DirectX Texture Compression，简称DXTC）的产物。由NVIDIA公司开发。大部分3D游戏引擎都可以使用DDS格式的图片用作贴图，也可以制作法线贴图。其中dds格式支持1D纹理、2D纹理、2D纹理数组、2D纹理立方体、3D纹理，支持mipmaps，而且你还可以进行纹理压缩。
WIC（Windows Imaging Component）是一个可以扩展的平台，为数字图像提供底层API，它可以支持bmp、dng、ico、jpeg、png、tiff等格式的位图的编码与解码。
如何添加进你的项目
在DirectXTex中打开DDSTextureLoader文件夹和WICTextureLoader文件夹，分别找到对应的头文件和源文件(不带12的)，并加入到你的项目中
DDSTextureLoader
CreateDDSTextureFromFile函数--从文件读取DDS纹理
HRESULT CreateDDSTextureFromFile(
ID3D11Device* d3dDevice, // [In]D3D设备
const wchar_t* szFileName, // [In]dds图片文件名
ID3D11Resource** texture, // [Out]输出一个指向资源接口类的指针，也可以填nullptr
ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]输出一个指向着色器资源视图的指针，也可以填nullptr
size_t maxsize = 0, // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制
DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr); // [In]忽略
HRESULT CreateDDSTextureFromFile(
ID3D11Device* d3dDevice, // [In]D3D设备
ID3D11DeviceContext* d3dContext, // [In]D3D设备上下文
const wchar_t* szFileName, // [In]dds图片文件名
ID3D11Resource** texture, // [Out]输出一个指向资源接口类的指针，也可以填nullptr
ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]输出一个指向着色器资源视图的指针，也可以填nullptr
size_t maxsize = 0, // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制
DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr); // [In]忽略第二个重载版本用于为DDS位图生成mipmaps，但大多数情况下你能载入的DDS位图本身都自带mipmaps了，与其运行时生成，不如提前为它制作mipmaps。
CreateDDSTextureFromFileEx函数--从文件读取DDS纹理的增强版
上面两个函数都使用了这个函数，而且如果你想要更强的扩展性，就可以了解一下：
HRESULT CreateDDSTextureFromFileEx(
ID3D11Device* d3dDevice, // [In]D3D设备
const wchar_t* szFileName, // [In].dds文件名
size_t maxsize, // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制
D3D11_USAGE usage, // [In]使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限
unsigned int bindFlags, // [In]使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型
unsigned int cpuAccessFlags, // [In]D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举值
unsigned int miscFlags, // [In]D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举值
bool forceSRGB, // [In]强制使用SRGB，默认false
ID3D11Resource** texture, // [Out]获取创建好的纹理(可选)
ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)
DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr); // [Out]忽略(可选)
HRESULT CreateDDSTextureFromFileEx(
ID3D11Device* d3dDevice, // [In]D3D设备
ID3D11DeviceContext* d3dContext, // [In]D3D设备上下文
const wchar_t* szFileName, // [In].dds文件名
size_t maxsize, // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制
D3D11_USAGE usage, // [In]使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限
unsigned int bindFlags, // [In]使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型
unsigned int cpuAccessFlags, // [In]D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举值
unsigned int miscFlags, // [In]D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举值
bool forceSRGB, // [In]强制使用SRGB，默认false
ID3D11Resource** texture, // [Out]获取创建好的纹理(可选)
ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)
DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr); // [Out]忽略(可选)CreateDDSTextureFromMemory函数--从内存创建DDS纹理
这里我只介绍简易版本的，因为跟上面提到的函数差别只是读取来源不一样，其余参数我就不再赘述：
HRESULT CreateDDSTextureFromMemory(
ID3D11Device* d3dDevice, // [In]D3D设备
const uint8_t* ddsData, // [In]原dds文件读取到的完整二进制流
size_t ddsDataSize, // [In]原dds文件的大小
ID3D11Resource** texture, // [Out]获取创建好的纹理(可选)
ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)
size_t maxsize = 0, // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制
DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr); // [Out]忽略(可选)如果你需要生成mipmaps，就使用带D3D设备上下文的重载版本。
WICTextureLoader
CreateWICTextureFromFileEx
由于用法上和DDSTextureLoader大同小异，我这里也只提CreateWICTextureFromFileEx函数：
HRESULT CreateWICTextureFromFileEx(
ID3D11Device* d3dDevice, // [In]D3D设备
const wchar_t* szFileName, // [In]位图文件名
size_t maxsize, // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制
D3D11_USAGE usage, // [In]使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限
unsigned int bindFlags, // [In]使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型
unsigned int cpuAccessFlags, // [In]D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举值
unsigned int miscFlags, // [In]D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举值
unsigned int loadFlags, // [In]默认WIC_LOADER_DEAULT
ID3D11Resource** texture, // [Out]获取创建好的纹理(可选)
ID3D11ShaderResourceView** textureView);// [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)ScreenGrab库
ScreenGrab既可以用于屏幕截屏输出，也可以将你在程序中制作好的纹理输出到文件。
在DirectXTex中找到ScreenGrab文件夹，将ScreenGrab.h和ScreenGrab.cpp加入到你的项目中即可使用。
但为了能保存WIC类别的位图，还需要包含头文件wincodec.h以使用里面一些关于WIC控件的GUID。ScreenGrab的函数位于名称空间DirectX内。
SaveDDSTextureToFile函数--以.dds格式保存纹理
HRESULT SaveDDSTextureToFile(
ID3D11DeviceContext* pContext, // [In]设备上下文
ID3D11Resource* pSource, // [In]必须为包含ID3D11Texture2D接口类的指针
const wchar_t* fileName ); // [In]输出文件名理论上它可以保存纹理、纹理数组、纹理立方体。
SaveWICTextureToFile函数--以指定WIC型别的格式保存纹理
HRESULT SaveWICTextureToFile(
ID3D11DeviceContext* pContext, // [In]设备上下文
ID3D11Resource* pSource, // [In]必须为包含ID3D11Texture2D接口类的指针
REFGUID guidContainerFormat, // [In]需要转换的图片格式对应的GUID引用
const wchar_t* fileName, // [In]输出文件名
const GUID* targetFormat = nullptr, // [In]忽略
std::function<void(IPropertyBag2*)> setCustomProps = nullptr ); // [In]忽略下表给出了常用的GUID：
| GUID | 文件格式 |
|---|---|
| GUID_ContainerFormatPng | png |
| GUID_ContainerFormatJpeg | jpg |
| GUID_ContainerFormatBmp | bmp |
| GUID_ContainerFormatTiff | tif |
这里演示了如何保存后备缓冲区纹理到文件：
ComPtr<ID3D11Texture2D> backBuffer;
// 输出截屏
mSwapChain->GetBuffer(0, __uuidof(ID3D11Texture2D), reinterpret_cast<void**>(backBuffer.GetAddressOf()));
HR(SaveDDSTextureToFile(md3dImmediateContext.Get(), backBuffer.Get(), L"Screenshot\\\\output.dds"));
HR(SaveWICTextureToFile(md3dImmediateContext.Get(), backBuffer.Get(), GUID_ContainerFormatPng, L"Screenshot\\\\output.png"));如果输出的dds文件打开后发现图像质量貌似有问题，你可以检验输出纹理的alpha值(关闭Alpha通道查看位图通常可以恢复正常)，也可以尝试用DDSView程序来打开文件观看(图像本身可能没有问题但程序不能完美预览高版本产生的dds文件)。
2D纹理
Direct3D 11允许我们创建1D纹理、2D纹理、3D纹理，分别对应的接口为ID3D11Texture1D, ID3D11Texture2D和ID3D11Texture3D。创建出来的对象理论上不仅在内存中占用了它的实现类所需空间，还在显存中占用了一定空间以存放纹理的实际数据。
由于实际上我们最常用到的就是2D纹理，因此这里不会讨论1D纹理和3D纹理的内容。
首先让我们看看D3D11对一个2D纹理的描述：
typedef struct D3D11_TEXTURE2D_DESC
{
UINT Width; // 纹理宽度
UINT Height; // 纹理高度
UINT MipLevels; // 允许的Mip等级数
UINT ArraySize; // 可以用于创建纹理数组，这里指定纹理的数目，单个纹理使用1
DXGI_FORMAT Format; // DXGI支持的数据格式，默认DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM
DXGI_SAMPLE_DESC SampleDesc; // MSAA描述
D3D11_USAGE Usage; // 使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限
UINT BindFlags; // 使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型
UINT CPUAccessFlags; // 使用D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举来决定CPU访问权限
UINT MiscFlags; // 使用D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举
} D3D11_TEXTURE2D_DESC;
typedef struct DXGI_SAMPLE_DESC
{
UINT Count; // MSAA采样数
UINT Quality; // MSAA质量等级
} DXGI_SAMPLE_DESC;这里特别要讲一下MipLevels：
- 如果你希望它不产生mipmap，则应当指定为1(只包含最大的位图本身)
- 如果你希望它能够产生完整的mipmap，可以指定为0，这样你就不需要手工去算这个纹理最大支持的mipmap等级数了，在创建好纹理后，可以再调用
ID3D11Texture2D::GetDesc来查看实际的MipLevels值是多少 - 如果你指定的是其它的值，这里举个例子，该纹理的宽高为
400x400，mip等级为3时，该纹理会产生400x400，200x200和100x100的mipmap
对于经常作为着色器资源的纹理，通常是不能对其开启MSAA的，应当把Count设为1，Quality设为0
紧接着是DXGI_FORMAT：
它用于指定纹理存储的数据格式，最常用的就是DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM了。这种格式在内存的排布可以用下面的结构体表示：
struct {
uint8_t a;
uint8_t b;
uint8_t g;
uint8_t r;
};了解这个对我们后期通过内存填充纹理十分重要。
然后是Usage：
| D3D11_USAGE | CPU读 | CPU写 | GPU读 | GPU写 |
|---|---|---|---|---|
| D3D11_USAGE_DEFAULT | √ | √ | ||
| D3D11_USAGE_IMMUTABLE | √ | |||
| D3D11_USAGE_DYNAMIC | √ | √ | ||
| D3D11_USAGE_STAGING | √ | √ | √ | √ |
如果一个纹理以D3D11_USAGE_DEFAULT的方式创建，那么它可以使用下面的这些方法来更新纹理：
ID3D11DeviceContext::UpdateSubresourceID3D11DeviceContext::CopyResourceID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion
通过DDSTextureLoader或WICTextureLoader创建出来的纹理默认都是这种类型
而如果一个纹理以D3D11_USAGE_IMMUTABLE的方式创建，则必须在创建阶段就完成纹理资源的初始化。此后GPU只能读取，也无法对纹理再进行修改
D3D11_USAGE_DYNAMIC创建的纹理通常需要频繁从CPU写入，使用ID3D11DeviceContext::Map方法将显存映射回内存，经过修改后再调用ID3D11DeviceContext::UnMap方法应用更改。而且它对纹理有诸多的要求，直接从下面的ERROR可以看到：
D3D11 ERROR: ID3D11Device::CreateTexture2D: A D3D11_USAGE_DYNAMIC Resource must have ArraySize equal to 1. [ STATE_CREATION ERROR #101: CREATETEXTURE2D_INVALIDDIMENSIONS]
D3D11 ERROR: ID3D11Device::CreateTexture2D: A D3D11_USAGE_DYNAMIC Resource must have MipLevels equal to 1. [ STATE_CREATION ERROR #102: CREATETEXTURE2D_INVALIDMIPLEVELS]
上面说到，纹理只能是单个，不能是数组，且mip等级只能是1，即不能有mipmaps
而D3D11_USAGE_STAGING则完全允许在CPU和GPU之间的数据传输，但它只能作为一个类似中转站的资源，而不能绑定到渲染管线上，即你也不能用该纹理生成mipmaps。比如说有一个D3D11_USAGE_DEFAULT你想要从显存拿到内存，只能通过它以ID3D11DeviceContext::CopyResource或者ID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion方法来复制一份到本纹理，然后再通过ID3D11DeviceContext::Map方法取出到内存。
现在来到BindFlags：
以下是和纹理有关的D3D11_BIND_FLAG枚举成员：
| D3D11_BIND_FLAG | 描述 |
|---|---|
| D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE | 纹理可以作为着色器资源绑定到渲染管线 |
| D3D11_BIND_STREAM_OUTPUT | 纹理可以作为流输出阶段的输出点 |
| D3D11_BIND_RENDER_TARGET | 纹理可以作为渲染目标的输出点，并且指定它可以用于生成mipmaps |
| D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL | 纹理可以作为深度/模板缓冲区 |
| D3D11_BIND_UNORDERED_ACCESS | 纹理可以绑定到无序访问视图作为输出 |
再看看CPUAccessFlags：
| D3D11_CPU_ACCESS_FLAG | 描述 |
|---|---|
| D3D11_CPU_ACCESS_WRITE | 允许通过映射方式从CPU写入，它不能作为管线的输出，且只能用于D3D11_USAGE_DYNAMIC和D3D11_USAGE_STAGING绑定的资源 |
| D3D11_CPU_ACCESS_READ | 允许通过映射方式给CPU读取，它不能作为管线的输出，且只能用于D3D11_USAGE_STAGING绑定的资源 |
可以用按位或的方式同时指定上述枚举值，如果该flag设为0可以获得更好的资源优化操作。
最后是和纹理相关的MiscFlags：
| D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG | 描述 |
|---|---|
| D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS | 允许通过ID3D11DeviceContext::GenerateMips方法生成mipmaps |
| D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE | 允许该纹理作为纹理立方体舒勇，要求必须是至少包含6个纹理的Texture2DArray |
ID3D11Device::CreateTexture2D--创建一个2D纹理
填充好D3D11_TEXTURE2D_DESC后，你才可以用它创建一个2D纹理：
HRESULT ID3D11Device::CreateTexture2D(
const D3D11_TEXTURE2D_DESC *pDesc, // [In] 2D纹理描述信息
const D3D11_SUBRESOURCE_DATA *pInitialData, // [In] 用于初始化的资源
ID3D11Texture2D **ppTexture2D); // [Out] 获取到的2D纹理过程我就不演示了。
2D纹理的资源视图(以着色器资源视图为例)
创建好纹理后，我们还需要让它绑定到资源视图，然后再让该资源视图绑定到渲染管线的指定阶段。
D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC的定义如下：
typedef struct D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC
{
DXGI_FORMAT Format;
D3D11_SRV_DIMENSION ViewDimension;
union
{
D3D11_BUFFER_SRV Buffer;
D3D11_TEX1D_SRV Texture1D;
D3D11_TEX1D_ARRAY_SRV Texture1DArray;
D3D11_TEX2D_SRV Texture2D;
D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV Texture2DArray;
D3D11_TEX2DMS_SRV Texture2DMS;
D3D11_TEX2DMS_ARRAY_SRV Texture2DMSArray;
D3D11_TEX3D_SRV Texture3D;
D3D11_TEXCUBE_SRV TextureCube;
D3D11_TEXCUBE_ARRAY_SRV TextureCubeArray;
D3D11_BUFFEREX_SRV BufferEx;
} ;
} D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC;
};其中Format要和纹理创建时的Format一致，对于2D纹理来说，应当指定D3D11_SRV_DIMENSION为D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2D。
然后D3D11_TEX2D_SRV结构体定义如下：
typedef struct D3D11_TEX2D_SRV
{
UINT MostDetailedMip;
UINT MipLevels;
} D3D11_TEX2D_SRV;通过MostDetailedMap我们可以指定开始使用的纹理子资源，MipLevels则指定使用的子资源数目。如果要使用完整mipmaps，则需要指定MostDetailedMap为0， MipLevels为-1.
例如我想像下图那样使用mip等级为1到2的纹理子资源，可以指定MostDetailedMip为1，MipLevels为2.
创建着色器资源视图的演示如下：
D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC srvDesc;
srvDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
srvDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2D;
srvDesc.Texture2D.MipLevels = 1;
srvDesc.Texture2D.MostDetailedMip = 0;
HR(md3dDevice->CreateShaderResourceView(tex.Get(), &srvDesc, texSRV.GetAddressOf()));ID3D11DeviceContext::*SSetShaderResources方法--设置着色器资源
我们创建着色器资源的目的就是以它作为媒介，传递给着色器使用。上面打*意味着渲染管线的所有可编程着色器阶段都有该方法。
此外，着色器资源视图不仅可以绑定纹理资源，还可以绑定缓冲区资源。
目前在DDSTextureLoader和WICTextureLoader中，我们只需要用到纹理的着色器资源。这里以ID3D11DeviceContext::PSSetShaderResources为例：
void ID3D11DeviceContext::PSSetShaderResources(
UINT StartSlot, // [In]起始槽索引，对应HLSL的register(t*)
UINT NumViews, // [In]着色器资源视图数目
ID3D11ShaderResourceView * const *ppShaderResourceViews // [In]着色器资源视图数组
);获取一份不允许CPU读写的纹理到内存中
通常这种资源的类型有可能是D3D11_USAGE_IMMUTABLE或者D3D11_USAGE_DEFAULT。我们可以创建一个D3D11_USAGE_STAGING的纹理，指定CPU读取权限，然后通过下面的方法拷贝一份到我们新创建的纹理，最后进行映射读取。
ID3D11DeviceContext::CopyResource方法--复制一份资源
该方法通过GPU将一份完整的源资源复制到目标资源：
void ID3D11DeviceContext::CopyResource(
ID3D11Resource *pDstResource, // [InOut]目标资源
ID3D11Resource *pSrcResource // [In]源资源
);但是需要注意：
- 不支持以
D3D11_USAGE_IMMUTABLE创建的目标资源 - 两者资源类型要一致
- 两者不能是同一个指针
- 要有一样的维度(包括宽度，高度，深度，大小)
- 要有兼容的DXGI格式，两者格式最好是能相同，或者至少是相同的组别，比如
DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,DXGI_FORMAT_R32G32B32_UINT和DXGI_FORMAT_R32G32B32_TYPELESS相互间就可以复制。 - 两者任何一个在调用该方法的时候不能被映射(先前调用过
ID3D11DeviceContext::Map方法又没有Unmap) - 允许深度/模板缓冲区作为源或目标资源
纹理子资源(Texture Subresources)
通常我们将包含mipmaps的纹理称作纹理，那么纹理子资源实际上指的就是其中的一个mip等级对应的2维数组(针对2维纹理来说)。比如512x512的纹理加载进来包含的mipmap等级数(Mipmap Levels)为10，包含了从512x512, 256x256, 128x128...到1x1的10个二维数组颜色数据，这十个纹理子资源在纹理中的内存是紧凑的，没有内存填充。
例如：上述纹理(R8G8B8A8格式) mip等级为1的纹理子资源首元素地址 为 从mip等级为0的纹理子资源首元素地址再偏移512x512x4字节的地址。
Direct3D API使用Mip切片(Mip slice)来指定某一mip等级的纹理子资源，也有点像索引。比如mip slice值为0时，对应的是512x512的纹理，而mip slice值1对应的是256x256，以此类推。
描述一个纹理子资源的两种结构体
如果你想要为2D纹理进行初始化，那么你要接触到的结构体类型为D3D11_SUBRESOURCE_DATA。定义如下：
typedef struct D3D11_SUBRESOURCE_DATA
{
const void *pSysMem; // 用于初始化的数据
UINT SysMemPitch; // 当前子资源一行所占的字节数(2D/3D纹理使用)
UINT SysMemSlicePitch; // 当前子资源一个完整切片所占的字节数(仅3D纹理使用)
} D3D11_SUBRESOURCE_DATA;
而如果你使用的是ID3D11DeviceContext::Map方法来获取一个纹理子资源，那么获取到的是D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE，其定义如下：
typedef struct D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE {
void *pData; // 映射到内存的数据or需要提交的地址范围
UINT RowPitch; // 当前子资源一行所占的字节数(2D/3D纹理有意义)
UINT DepthPitch; // 当前子资源一个完整切片所占的字节数(仅3D纹理有意义)
} D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE;若一张512x512的纹理(R8G8B8A8)，那么它的RowPitch为512x4=2048字节，同理在初始化一个512x512的纹理(R8G8B8A8)，它的SysMemPitch为512x4=2048字节。
通过内存初始化纹理
现在我们尝试通过代码的形式来创建一个纹理(以项目09作为修改)，代码如下：
uint32_t ColorRGBA(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b, uint8_t a)
{
return (r | (g << 8) | (b << 16) | (a << 24));
}
bool GameApp::InitResource()
{
uint32_t black = ColorRGBA(0, 0, 0, 255), orange = ColorRGBA(255, 108, 0, 255);
// 纹理内存映射，用黑色初始化
std::vector<uint32_t> textureArrayMap(128 * 128, black);
uint32_t(*textureMap)[128] = reinterpret_cast<uint32_t(*)[128]>(textureArrayMap.data());
for (int y = 7; y <= 17; ++y)
for (int x = 25 - y; x <= 102 + y; ++x)
textureMap[y][x] = textureMap[127 - y][x] = orange;
for (int y = 18; y <= 109; ++y)
for (int x = 7; x <= 120; ++x)
textureMap[y][x] = orange;
// 创建纹理数组
D3D11_TEXTURE2D_DESC texArrayDesc;
texArrayDesc.Width = 128;
texArrayDesc.Height = 128;
texArrayDesc.MipLevels = 1;
texArrayDesc.ArraySize = 1;
texArrayDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
texArrayDesc.SampleDesc.Count = 1; // 不使用多重采样
texArrayDesc.SampleDesc.Quality = 0;
texArrayDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
texArrayDesc.BindFlags = D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE;
texArrayDesc.CPUAccessFlags = 0;
texArrayDesc.MiscFlags = 0; // 指定需要生成mipmap
D3D11_SUBRESOURCE_DATA sd;
uint32_t * pData = textureArrayMap.data();
sd.pSysMem = pData;
sd.SysMemPitch = 128 * sizeof(uint32_t);
sd.SysMemSlicePitch = 128 * 128 * sizeof(uint32_t);
ComPtr<ID3D11Texture2D> tex;
HR(m_pd3dDevice->CreateTexture2D(&texArrayDesc, &sd, tex.GetAddressOf()));
D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC srvDesc;
srvDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
srvDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2D;
srvDesc.Texture2D.MipLevels = 1;
srvDesc.Texture2D.MostDetailedMip = 0;
HR(m_pd3dDevice->CreateShaderResourceView(tex.Get(), &srvDesc, m_pTexSRV.GetAddressOf()));
// ...
}其它部分的代码修改就不讲了，最终效果如下：
但是如果你想要以初始化的方式来创建带mipmap的Texture2D纹理，则在初始化的时候需要提供D3D11_SUBRESOURCE_DATA数组，元素数目为MipLevels.
再或者如果你是要以初始化的方式来创建带mipmap的Texture2D纹理数组，则提供的元素数目为MipLevels * ArraySize.
2D纹理数组
之前提到，D3D11_TEXTURE2D_DESC中可以通过指定ArraySize的值来将其创建为纹理数组。
HLSL中的2D纹理数组
首先来到HLSL代码，我们之所以不使用下面的这种形式创建纹理数组：
Texture2D gTexArray[7] : register(t0);
// 像素着色器
float4 PS(VertexPosHTex pIn) : SV_Target
{
float4 texColor = gTexArray[gTexIndex].Sample(gSam, float2(pIn.Tex));
return texColor;
}是因为这样做的话HLSL编译器会报错：sampler array index must be a literal experssion，即pin.PrimID的值也必须是个字面值，而不是变量。但我们还是想要能够根据变量取对应纹理的能力。
正确的做法应当是声明一个Texture2DArray的数组：
Texture2DArray gTexArray : register(t0);
Texture2DArray同样也具有Sample方法，用法示例如下：
// 像素着色器
float4 PS(VertexPosHTex pIn) : SV_Target
{
float4 texColor = gTexArray.Sample(gSam, float3(pIn.Tex, gTexIndex));
return texColor;
}
Sample方法的第一个参数依然是采样器
而第二个参数则是一个3D向量，其中x与y的值对应的还是纹理坐标，而z分量即便是个float，主要是用于作为索引值选取纹理数组中的某一个具体纹理。同理索引值0对应纹理数组的第一张纹理，1对应的是第二张纹理等等...
使用纹理数组的优势是，我们可以一次性预先创建好所有需要用到的纹理，并绑定到HLSL的纹理数组中，而不需要每次都重新绑定一个纹理。然后我们再使用索引值来访问纹理数组中的某一纹理。
D3D11CalcSubresource函数--计算子资源的索引值
对于纹理数组，每个元素都会包含同样的mip等级数。Direct3D API使用数组切片(array slice)来访问不同纹理，也是相当于索引。这样我们就可以把所有的纹理资源用下面的图来表示，假定下图有4个纹理，每个纹理包含3个子资源，则当前指定的是Array Slice为2，Mip Slice为1的子资源。
然后给定当前纹理数组每个纹理的mipmap等级数(Mipmap Levels)，数组切片(Array Slice)和Mip切片(Mip Slice)，我们就可以用下面的函数来求得指定子资源的索引值：
inline UINT D3D11CalcSubresource(UINT MipSlice, UINT ArraySlice, UINT MipLevels )
{ return MipSlice + ArraySlice * MipLevels; }创建一个纹理数组
现在我们手头上仅有的就是DDSTextureLoader.h和WICTextureLoader.h中的函数，但这里面的函数每次都只能加载一张纹理。我们还需要修改龙书样例中读取纹理的函数，具体的操作顺序如下：
- 一个个读取存有纹理的文件，创建出一系列
ID3D11Texture2D对象，这里的每个对象单独包含一张纹理； - 创建一个
ID3D11Texture2D对象，它同时也是一个纹理数组； - 将之前读取的所有纹理有条理地复制到刚创建的纹理数组对象中；
- 为该纹理数组对象创建创建一个纹理资源视图（Shader Resource View）。
为了避免出现一些问题，这里实现的纹理数组加载的函数只考虑宽度和高度、数据格式、mip等级都一致的情况。
在d3dUtil.h中实现了这样两个函数：
// ------------------------------
// CreateDDSTexture2DArrayFromFile函数
// ------------------------------
// 该函数要求所有的dds纹理的宽高、数据格式、mip等级一致
// [In]d3dDevice D3D设备
// [In]d3dDeviceContext D3D设备上下文
// [In]fileNames dds文件名数组
// [OutOpt]textureArray 输出的纹理数组资源
// [OutOpt]textureArrayView 输出的纹理数组资源视图
// [In]generateMips 是否生成mipmaps
HRESULT CreateDDSTexture2DArrayFromFile(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
const std::vector<std::wstring>& fileNames,
ID3D11Texture2D** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView,
bool generateMips = false);
// ------------------------------
// CreateWICTexture2DArrayFromFile函数
// ------------------------------
// 该函数要求所有的dds纹理的宽高、数据格式、mip等级一致
// [In]d3dDevice D3D设备
// [In]d3dDeviceContext D3D设备上下文
// [In]fileNames dds文件名数组
// [OutOpt]textureArray 输出的纹理数组资源
// [OutOpt]textureArrayView 输出的纹理数组资源视图
// [In]generateMips 是否生成mipmaps
HRESULT CreateWICTexture2DArrayFromFile(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
const std::vector<std::wstring>& fileNames,
ID3D11Texture2D** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView,
bool generateMips = false);还有就是d3dUtil.cpp用到的函数CreateTexture2DArray
第一步是纹理的加载，这里`CreateDDSTexture2DArrayFromFile函数的实现如下：
HRESULT CreateDDSTexture2DArrayFromFile(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
const std::vector<std::wstring>& fileNames,
ID3D11Texture2D** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView,
bool generateMips)
{
// 检查设备、着色器资源视图、文件名数组是否非空
if (!d3dDevice || !textureArrayView || fileNames.empty())
return E_INVALIDARG;
HRESULT hResult;
// ******************
// 读取所有纹理
//
UINT arraySize = (UINT)fileNames.size();
std::vector<ID3D11Texture2D*> srcTexVec(arraySize);
std::vector<D3D11_TEXTURE2D_DESC> texDescVec(arraySize);
for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)
{
// 由于这些纹理并不会被GPU使用，我们使用D3D11_USAGE_STAGING枚举值
// 使得CPU可以读取资源
hResult = CreateDDSTextureFromFileEx(d3dDevice,
fileNames[i].c_str(), 0, D3D11_USAGE_STAGING, 0,
D3D11_CPU_ACCESS_WRITE | D3D11_CPU_ACCESS_READ,
0, false, (ID3D11Resource**)&srcTexVec[i], nullptr);
// 读取失败则释放之前读取的纹理并返回
if (FAILED(hResult))
{
for (UINT j = 0; j < i; ++j)
SAFE_RELEASE(srcTexVec[j]);
return hResult;
}
// 读取创建好的纹理信息
srcTexVec[i]->GetDesc(&texDescVec[i]);
// 需要检验所有纹理的mipLevels，宽度和高度，数据格式是否一致，
// 若存在数据格式不一致的情况，请使用dxtex.exe(DirectX Texture Tool)
// 将所有的图片转成一致的数据格式
if (texDescVec[i].MipLevels != texDescVec[0].MipLevels || texDescVec[i].Width != texDescVec[0].Width ||
texDescVec[i].Height != texDescVec[0].Height || texDescVec[i].Format != texDescVec[0].Format)
{
for (UINT j = 0; j < i; ++j)
SAFE_RELEASE(srcTexVec[j]);
return E_FAIL;
}
}
hResult = CreateTexture2DArray(d3dDevice, d3dDeviceContext, srcTexVec,
D3D11_USAGE_DEFAULT,
D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE | (generateMips ? D3D11_BIND_RENDER_TARGET : 0),
0,
(generateMips ? D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS : 0),
textureArray,
textureArrayView);
for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)
SAFE_RELEASE(srcTexVec[i]);
return hResult;
}而WIC版的区别仅在于把CreateDDSTextureFromFileEx替换为CreateWICTextureFromFileEx：
hResult = CreateWICTextureFromFileEx(d3dDevice,
fileNames[i].c_str(), 0, D3D11_USAGE_STAGING, 0,
D3D11_CPU_ACCESS_WRITE | D3D11_CPU_ACCESS_READ,
0, WIC_LOADER_DEFAULT, (ID3D11Resource**)&srcTexVec[i], nullptr);由于我们给纹理设置的是D3D11_USAGE_STAGING，它无法绑定到渲染管线上生成mipmaps，如果读进来的是dds纹理，它可能本身就自带mipmaps，也可能没有。所以创建mipmap的操作得在后续创建的纹理数组来完成。
在了解CreateTexture2DArray函数的实现前，你需要下面这些内容：
ID3D11DeviceContext::Map函数--获取指向子资源中数据的指针并拒绝GPU对该子资源的访问
HRESULT ID3D11DeviceContext::Map(
ID3D11Resource *pResource, // [In]包含ID3D11Resource接口的资源对象
UINT Subresource, // [In]子资源索引
D3D11_MAP MapType, // [In]D3D11_MAP枚举值，指定读写相关操作
UINT MapFlags, // [In]填0，忽略
D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE *pMappedResource // [Out]获取到的已经映射到内存的子资源
);D3D11_MAP枚举值类型的成员如下：
| D3D11_MAP成员 | 含义 |
|---|---|
| D3D11_MAP_READ | 映射到内存的资源用于读取。该资源在创建的时候必须绑定了 D3D11_CPU_ACCESS_READ标签 |
| D3D11_MAP_WRITE | 映射到内存的资源用于写入。该资源在创建的时候必须绑定了 D3D11_CPU_ACCESS_WRITE标签 |
| D3D11_MAP_READ_WRITE | 映射到内存的资源用于读写。该资源在创建的时候必须绑定了 D3D11_CPU_ACCESS_READ和D3D11_CPU_ACCESS_WRITE标签 |
| D3D11_MAP_WRITE_DISCARD | 映射到内存的资源用于写入，之前的资源数据将会被抛弃。该 资源在创建的时候必须绑定了D3D11_CPU_ACCESS_WRITE和D3D11_USAGE_DYNAMIC标签 |
| D3D11_MAP_WRITE_NO_OVERWRITE | 映射到内存的资源用于写入，但不能复写已经存在的资源。 该枚举值只能用于顶点/索引缓冲区。该资源在创建的时候需要有D3D11_CPU_ACCESS_WRITE标签，在Direct3D 11不能用于 设置了D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER标签的资源，但在11.1后可以。具体可以查阅MSDN文档 |
ID3D11DeviceContext::UpdateSubresource函数[2]--将内存数据拷贝到不可进行映射的子资源中
这个函数在之前我们主要是用来将内存数据拷贝到常量缓冲区中，现在我们也可以用它将内存数据拷贝到纹理的子资源当中：
void ID3D11DeviceContext::UpdateSubresource(
ID3D11Resource *pDstResource, // [In]目标资源对象
UINT DstSubresource, // [In]对于2D纹理来说，该参数为指定Mip等级的子资源
const D3D11_BOX *pDstBox, // [In]这里通常填nullptr，或者拷贝的数据宽高比当前子资源小时可以指定范围
const void *pSrcData, // [In]用于拷贝的内存数据
UINT SrcRowPitch, // [In]该2D纹理的 宽度*数据格式的位数
UINT SrcDepthPitch // [In]对于2D纹理来说并不需要用到该参数，因此可以任意设置
);
ID3D11DeviceContext::UnMap函数--让指向资源的指针无效并重新启用GPU对该资源的访问权限
void ID3D11DeviceContext::Unmap(
ID3D11Resource *pResource, // [In]包含ID3D11Resource接口的资源对象
UINT Subresource // [In]需要取消的子资源索引
);D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV结构体
在创建着色器目标视图时，你还需要填充共用体中的D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV结构体：
typedef struct D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV
{
UINT MostDetailedMip;
UINT MipLevels;
UINT FirstArraySlice;
UINT ArraySize;
} D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV;通过FirstArraySlice我们可以指定开始使用的纹理，ArraySize则指定使用的纹理数目。
例如我想指定像上面那样的范围，可以指定FirstArraySlice为1，ArraySize为2，MostDetailedMip为1，MipLevels为2.
ID3D11DeviceContext::GenerateMips--为纹理资源视图绑定的所有纹理创建完整的mipmap链
由于通过该函数读取进来的纹理mip等级可能只有1，如果还需要创建mipmap链的话，还需要用到下面的方法。
void ID3D11DeviceContext::GenerateMips(
ID3D11ShaderResourceView *pShaderResourceView // [In]需要创建mipamp链的SRV
);比如一张1024x1024的纹理，经过该方法调用后，就会生成剩余的512x512, 256x256 ... 1x1的子纹理资源，加起来一共是11级mipmap。
但是在调用该方法之前，需要确保在创建纹理时，bindFlags需要额外设置D3D11_BIND_RENDER_TARGET枚举值，然后在miscFlags中设置为D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS枚举值，否则调用上面的方法将无效。
无论是否需要生成mipmap链，D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE标签是必须的，因为它通常会用在着色器资源的绑定。
最终CreateTexture2DArray的实现如下：
HRESULT CreateTexture2DArray(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
std::vector<ID3D11Texture2D*>& srcTexVec,
D3D11_USAGE usage,
UINT bindFlags,
UINT cpuAccessFlags,
UINT miscFlags,
ID3D11Texture2D** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView)
{
if (!textureArray && !textureArrayView || !d3dDevice || !d3dDeviceContext || srcTexVec.empty())
return E_INVALIDARG;
HRESULT hResult;
UINT arraySize = (UINT)srcTexVec.size();
bool generateMips = (bindFlags & D3D11_BIND_RENDER_TARGET) &&
(miscFlags & D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS);
// ******************
// 创建纹理数组
//
D3D11_TEXTURE2D_DESC texDesc;
srcTexVec[0]->GetDesc(&texDesc);
D3D11_TEXTURE2D_DESC texArrayDesc;
texArrayDesc.Width = texDesc.Width;
texArrayDesc.Height = texDesc.Height;
texArrayDesc.MipLevels = generateMips ? 0 : texDesc.MipLevels;
texArrayDesc.ArraySize = arraySize;
texArrayDesc.Format = texDesc.Format;
texArrayDesc.SampleDesc.Count = 1; // 不能使用多重采样
texArrayDesc.SampleDesc.Quality = 0;
texArrayDesc.Usage = usage;
texArrayDesc.BindFlags = bindFlags;
texArrayDesc.CPUAccessFlags = cpuAccessFlags;
texArrayDesc.MiscFlags = miscFlags;
ID3D11Texture2D* texArray = nullptr;
hResult = d3dDevice->CreateTexture2D(&texArrayDesc, nullptr, &texArray);
if (FAILED(hResult))
{
return hResult;
}
texArray->GetDesc(&texArrayDesc);
// ******************
// 将所有的纹理子资源赋值到纹理数组中
//
UINT minMipLevels = (generateMips ? 1 : texArrayDesc.MipLevels);
// 每个纹理元素
for (UINT i = 0; i < texArrayDesc.ArraySize; ++i)
{
// 纹理中的每个mipmap等级
for (UINT j = 0; j < minMipLevels; ++j)
{
D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedTex2D;
// 允许映射索引i纹理中，索引j的mipmap等级的2D纹理
d3dDeviceContext->Map(srcTexVec[i],
j, D3D11_MAP_READ, 0, &mappedTex2D);
d3dDeviceContext->UpdateSubresource(
texArray,
D3D11CalcSubresource(j, i, texArrayDesc.MipLevels), // i * mipLevel + j
nullptr,
mappedTex2D.pData,
mappedTex2D.RowPitch,
mappedTex2D.DepthPitch);
// 停止映射
d3dDeviceContext->Unmap(srcTexVec[i], j);
}
}
// ******************
// 创建纹理数组的SRV
//
if (textureArrayView)
{
D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC viewDesc;
viewDesc.Format = texArrayDesc.Format;
viewDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2DARRAY;
viewDesc.Texture2DArray.MostDetailedMip = 0;
viewDesc.Texture2DArray.MipLevels = texArrayDesc.MipLevels;
viewDesc.Texture2DArray.FirstArraySlice = 0;
viewDesc.Texture2DArray.ArraySize = arraySize;
hResult = d3dDevice->CreateShaderResourceView(texArray, &viewDesc, textureArrayView);
// 生成mipmaps
if (hResult == S_OK && generateMips)
{
d3dDeviceContext->GenerateMips(*textureArrayView);
}
}
// 检查是否需要纹理数组
if (textureArray)
{
*textureArray = texArray;
}
else
{
SAFE_RELEASE(texArray);
}
return hResult;
}2D纹理立方体
2D纹理立方体的实际上是在以2D纹理数组资源的基础上创建出来的着色器纹理资源视图，通过视图指定哪6个连续的纹理作为纹理立方体。这也意味着你可以在一个2D纹理数组上创建多个纹理立方体。
Direct3D提供了枚举类型D3D11_TEXTURECUBE_FACE来标识立方体某一表面：
typedef enum D3D11_TEXTURECUBE_FACE {
D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_X = 0,
D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_X = 1,
D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Y = 2,
D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Y = 3,
D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Z = 4,
D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Z = 5
} D3D11_TEXTURECUBE_FACE;可以看出:
- 索引0指向+X表面;
- 索引1指向-X表面;
- 索引2指向+Y表面;
- 索引3指向-Y表面;
- 索引4指向+Z表面;
- 索引5指向-Z表面;
使用立方体映射意味着我们需要使用3D纹理坐标进行寻址，通过向量的形式来指定使用立方体某个表面的其中一点。
在HLSL中，立方体纹理用TextureCube来表示。
创建一个纹理立方体
对于创建好的DDS立方体纹理，我们只需要使用DDSTextureLoader就可以很方便地读取进来：
HR(CreateDDSTextureFromFile(
device.Get(),
cubemapFilename.c_str(),
nullptr,
textureCubeSRV.GetAddressOf()));然而从网络上能够下到的天空盒资源经常要么是一张天空盒贴图，要么是六张天空盒的正方形贴图，用DXTex导入还是比较麻烦的一件事情。我们也可以自己编写代码来构造立方体纹理。
将一张天空盒贴图转化成立方体纹理需要经历以下4个步骤：
- 读取天空盒的贴图
- 创建包含6个纹理的数组
- 选取原天空盒纹理的6个子正方形区域，拷贝到该数组中
- 创建立方体纹理的SRV
而将六张天空盒的正方形贴图转换成立方体需要经历这4个步骤:
- 读取这六张正方形贴图
- 创建包含6个纹理的数组
- 将这六张贴图完整地拷贝到该数组中
- 创建立方体纹理的SRV
可以看到这两种类型的天空盒资源在处理上有很多相似的地方。
// ------------------------------
// CreateWICTexture2DCubeFromFile函数
// ------------------------------
// 根据给定的一张包含立方体六个面的位图，创建纹理立方体
// 要求纹理宽高比为4:3，且按下面形式布局:
// . +Y . .
// -X +Z +X -Z
// . -Y . .
// [In]d3dDevice D3D设备
// [In]d3dDeviceContext D3D设备上下文
// [In]cubeMapFileName 位图文件名
// [OutOpt]textureArray 输出的纹理数组资源
// [OutOpt]textureCubeView 输出的纹理立方体资源视图
// [In]generateMips 是否生成mipmaps
HRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
const std::wstring& cubeMapFileName,
ID3D11Texture2D** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView** textureCubeView,
bool generateMips = false);
// ------------------------------
// CreateWICTexture2DCubeFromFile函数
// ------------------------------
// 根据按D3D11_TEXTURECUBE_FACE索引顺序给定的六张纹理，创建纹理立方体
// 要求位图是同样宽高、数据格式的正方形
// 你也可以给定超过6张的纹理，然后在获取到纹理数组的基础上自行创建更多的资源视图
// [In]d3dDevice D3D设备
// [In]d3dDeviceContext D3D设备上下文
// [In]cubeMapFileNames 位图文件名数组
// [OutOpt]textureArray 输出的纹理数组资源
// [OutOpt]textureCubeView 输出的纹理立方体资源视图
// [In]generateMips 是否生成mipmaps
HRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
const std::vector<std::wstring>& cubeMapFileNames,
ID3D11Texture2D** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView** textureCubeView,
bool generateMips = false);从完整天空盒位图生成纹理立方体的实现
现在我们要将位图读进来，这是读取一张完整天空盒的实现版本的开头
HRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
const std::wstring & cubeMapFileName,
ID3D11Texture2D ** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView ** textureCubeView,
bool generateMips)
{
// 检查设备、设备上下文是否非空
// 纹理数组和纹理立方体视图只要有其中一个非空即可
if (!d3dDevice || !d3dDeviceContext || !(textureArray || textureCubeView))
return E_INVALIDARG;
// ******************
// 读取天空盒纹理
//
ID3D11Texture2D* srcTex = nullptr;
ID3D11ShaderResourceView* srcTexSRV = nullptr;
// 该资源用于GPU复制
HRESULT hResult = CreateWICTextureFromFileEx(d3dDevice,
d3dDeviceContext,
cubeMapFileName.c_str(),
0,
D3D11_USAGE_DEFAULT,
D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE | (generateMips ? D3D11_BIND_RENDER_TARGET : 0),
0,
(generateMips ? D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS : 0),
WIC_LOADER_DEFAULT,
(ID3D11Resource**)&srcTex,
(generateMips ? &srcTexSRV : nullptr));
// 文件未打开
if (FAILED(hResult))
{
return hResult;
}
// ...现在我们可以利用CreateWICTextureFromFileEx函数内部帮我们预先生成mipmaps，必须要同时提供d3dDeviceContext和srcTexSRV才能生成。
而且关于纹理的拷贝操作可以不需要从GPU读到CPU再进行，而是直接在GPU之间进行拷贝，因此可以将usage设为D3D11_USAGE_DEFAULT，cpuAccessFlags设为0.
接下来需要创建一个新的纹理数组。首先需要填充D3D11_TEXTURE2D_DESC结构体内容，这里的大部分参数可以从天空盒纹理取得。
对于mip等级需要特别处理，比如一个4096x3072的完整天空盒位图，其生成的mip等级是13，但是对于里面的1024x1024立方体表面，其生成的mip等级是11，可以得到这样的一个关系：纹理数组的mip等级比读进来的天空盒位图mip等级少2.
UINT squareLength = texDesc.Width / 4;
texArrayDesc.Width = squareLength;
texArrayDesc.Height = squareLength;
texArrayDesc.MipLevels = (generateMips ? texDesc.MipLevels - 2 : 1); // 立方体的mip等级比整张位图的少2
texArrayDesc.ArraySize = 6;
texArrayDesc.Format = texDesc.Format;
texArrayDesc.SampleDesc.Count = 1;
texArrayDesc.SampleDesc.Quality = 0;
texArrayDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
texArrayDesc.BindFlags = D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE;
texArrayDesc.CPUAccessFlags = 0;
texArrayDesc.MiscFlags = D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE; // 允许从中创建TextureCube
ID3D11Texture2D* texArray = nullptr;
hResult = d3dDevice->CreateTexture2D(&texArrayDesc, nullptr, &texArray);
if (FAILED(hResult))
{
SAFE_RELEASE(srcTex);
SAFE_RELEASE(srcTexSRV);
return hResult;
}D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE和D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE的标签记得不要遗漏。
D3D11_BOX结构体
现在我们需要对源位图进行节选，但节选之前，首先我们需要了解定义3D盒的结构体D3D11_BOX：
typedef struct D3D11_BOX {
UINT left;
UINT top;
UINT front;
UINT right;
UINT bottom;
UINT back;
} D3D11_BOX;3D box使用的是下面的坐标系，和纹理坐标系很像：
由于选取像素采用的是半开半闭区间，如[left, right)，在指定left, top, front的值时会选到该像素，而不对想到right, bottom, back对应的像素。
对于1D纹理来说，是没有Y轴和Z轴的，因此需要令back=0, front=1, top=0, bottom=1才能表示当前的1D纹理，如果出现像back和front相等的情况，则不会选到任何的纹理像素区间。
而2D纹理没有Z轴，在选取像素区域前需要置back=0, front=1。
3D纹理(体积纹理)可以看做一系列纹理的堆叠，因此front和back可以用来选定哪些纹理需要节选。
ID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion方法--从指定资源选取区域复制到目标资源特定区域
void ID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion(
ID3D11Resource *pDstResource, // [In/Out]目标资源
UINT DstSubresource, // [In]目标子资源索引
UINT DstX, // [In]目标起始X值
UINT DstY, // [In]目标起始Y值
UINT DstZ, // [In]目标起始Z值
ID3D11Resource *pSrcResource, // [In]源资源
UINT SrcSubresource, // [In]源子资源索引
const D3D11_BOX *pSrcBox // [In]指定复制区域
);例如现在我们要将该天空盒的+X面对应的mipmap链拷贝到ArraySlice为0(即D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_X)的目标资源中，则可以像下面这样写：
D3D11_BOX box;
// box坐标轴如下:
// front
// /
// /_____right
// |
// |
// bottom
box.front = 0;
box.back = 1;
for (UINT i = 0; i < texArrayDesc.MipLevels; ++i)
{
// +X面拷贝
box.left = squareLength * 2;
box.top = squareLength;
box.right = squareLength * 3;
box.bottom = squareLength * 2;
d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(
texArray,
D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_X, texArrayDesc.MipLevels),
0, 0, 0,
srcTex,
i,
&box);
// -X面拷贝
box.left = 0;
box.top = squareLength;
box.right = squareLength;
box.bottom = squareLength * 2;
d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(
texArray,
D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_X, texArrayDesc.MipLevels),
0, 0, 0,
srcTex,
i,
&box);
// +Y面拷贝
box.left = squareLength;
box.top = 0;
box.right = squareLength * 2;
box.bottom = squareLength;
d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(
texArray,
D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Y, texArrayDesc.MipLevels),
0, 0, 0,
srcTex,
i,
&box);
// -Y面拷贝
box.left = squareLength;
box.top = squareLength * 2;
box.right = squareLength * 2;
box.bottom = squareLength * 3;
d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(
texArray,
D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Y, texArrayDesc.MipLevels),
0, 0, 0,
srcTex,
i,
&box);
// +Z面拷贝
box.left = squareLength;
box.top = squareLength;
box.right = squareLength * 2;
box.bottom = squareLength * 2;
d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(
texArray,
D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Z, texArrayDesc.MipLevels),
0, 0, 0,
srcTex,
i,
&box);
// -Z面拷贝
box.left = squareLength * 3;
box.top = squareLength;
box.right = squareLength * 4;
box.bottom = squareLength * 2;
d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(
texArray,
D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Z, texArrayDesc.MipLevels),
0, 0, 0,
srcTex,
i,
&box);
// 下一个mipLevel的纹理宽高都是原来的1/2
squareLength /= 2;
}最后就是创建纹理立方体着色器资源视图了：
if (textureCubeView)
{
D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC viewDesc;
viewDesc.Format = texArrayDesc.Format;
viewDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURECUBE;
viewDesc.TextureCube.MostDetailedMip = 0;
viewDesc.TextureCube.MipLevels = texArrayDesc.MipLevels;
hResult = d3dDevice->CreateShaderResourceView(texArray, &viewDesc, textureCubeView);
}
// 检查是否需要纹理数组
if (textureArray)
{
*textureArray = texArray;
}
else
{
SAFE_RELEASE(texArray);
}
SAFE_RELEASE(srcTex);
SAFE_RELEASE(srcTexSRV);
return hResult;
}从六张天空盒的位图创建立方体纹理
第一步是读取六张纹理，并根据需要生成mipmaps：
HRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(
ID3D11Device * d3dDevice,
ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,
const std::vector<std::wstring>& cubeMapFileNames,
ID3D11Texture2D ** textureArray,
ID3D11ShaderResourceView ** textureCubeView,
bool generateMips)
{
// 检查设备与设备上下文是否非空
// 文件名数目需要不小于6
// 纹理数组和资源视图只要有其中一个非空即可
UINT arraySize = (UINT)cubeMapFileNames.size();
if (!d3dDevice || !d3dDeviceContext || arraySize < 6 || !(textureArray || textureCubeView))
return E_INVALIDARG;
// ******************
// 读取纹理
//
HRESULT hResult;
std::vector<ID3D11Texture2D*> srcTexVec(arraySize, nullptr);
std::vector<ID3D11ShaderResourceView*> srcTexSRVVec(arraySize, nullptr);
std::vector<D3D11_TEXTURE2D_DESC> texDescVec(arraySize);
for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)
{
// 该资源用于GPU复制
hResult = CreateWICTextureFromFile(d3dDevice,
(generateMips ? d3dDeviceContext : nullptr),
cubeMapFileNames[i].c_str(),
(ID3D11Resource**)&srcTexVec[i],
(generateMips ? &srcTexSRVVec[i] : nullptr));
// 读取创建好的纹理信息
srcTexVec[i]->GetDesc(&texDescVec[i]);
// 需要检验所有纹理的mipLevels，宽度和高度，数据格式是否一致，
// 若存在数据格式不一致的情况，请使用dxtex.exe(DirectX Texture Tool)
// 将所有的图片转成一致的数据格式
if (texDescVec[i].MipLevels != texDescVec[0].MipLevels || texDescVec[i].Width != texDescVec[0].Width ||
texDescVec[i].Height != texDescVec[0].Height || texDescVec[i].Format != texDescVec[0].Format)
{
for (UINT j = 0; j < i; ++j)
{
SAFE_RELEASE(srcTexVec[j]);
SAFE_RELEASE(srcTexSRVVec[j]);
}
return E_FAIL;
}
}然后是创建数组，即便提供的纹理数目超过6，也是允许的：
// ******************
// 创建纹理数组
//
D3D11_TEXTURE2D_DESC texArrayDesc;
texArrayDesc.Width = texDescVec[0].Width;
texArrayDesc.Height = texDescVec[0].Height;
texArrayDesc.MipLevels = (generateMips ? texDescVec[0].MipLevels : 1);
texArrayDesc.ArraySize = arraySize;
texArrayDesc.Format = texDescVec[0].Format;
texArrayDesc.SampleDesc.Count = 1;
texArrayDesc.SampleDesc.Quality = 0;
texArrayDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
texArrayDesc.BindFlags = D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE;
texArrayDesc.CPUAccessFlags = 0;
texArrayDesc.MiscFlags = D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE; // 允许从中创建TextureCube
ID3D11Texture2D* texArray = nullptr;
hResult = d3dDevice->CreateTexture2D(&texArrayDesc, nullptr, &texArray);
if (FAILED(hResult))
{
for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)
{
SAFE_RELEASE(srcTexVec[i]);
SAFE_RELEASE(srcTexSRVVec[i]);
}
return hResult;
}由于我们不需要指定源位图的具体区域，可以将pSrcBox设置为nullptr：
// ******************
// 将原纹理的所有子资源拷贝到该数组中
//
texArray->GetDesc(&texArrayDesc);
for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)
{
for (UINT j = 0; j < texArrayDesc.MipLevels; ++j)
{
d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(
texArray,
D3D11CalcSubresource(j, i, texArrayDesc.MipLevels),
0, 0, 0,
srcTexVec[i],
j,
nullptr);
}
}最后就是创建立方体纹理着色器资源视图，默认只指定0到5索引的纹理，如果这个纹理数组包含索引6-11的纹理，你还想创建一个新的视图的话，就可以拿取创建好textureArray，然后自己再写创建视图相关的调用：
// ******************
// 创建立方体纹理的SRV
//
if (textureCubeView)
{
D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC viewDesc;
viewDesc.Format = texArrayDesc.Format;
viewDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURECUBE;
viewDesc.TextureCube.MostDetailedMip = 0;
viewDesc.TextureCube.MipLevels = texArrayDesc.MipLevels;
hResult = d3dDevice->CreateShaderResourceView(texArray, &viewDesc, textureCubeView);
}
// 检查是否需要纹理数组
if (textureArray)
{
*textureArray = texArray;
}
else
{
SAFE_RELEASE(texArray);
}
// 释放所有资源
for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)
{
SAFE_RELEASE(srcTexVec[i]);
SAFE_RELEASE(srcTexSRVVec[i]);
}
return hResult;
}至此有关2D纹理相关的讲解就基本上结束了。
DirectX11 With Windows SDK完整目录
欢迎加入QQ群: 727623616 可以一起探讨DX11，以及有什么问题也可以在这里汇报。
以上是关于DirectX11--深入理解与使用2D纹理资源的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章