前言

深度/模板測試使用的是與后備緩沖區(qū)同等分辨率大小的緩沖區(qū)，每個元素的一部分連續(xù)位用于深度測試，其余的則用作模板測試。兩個測試的目的都是為了能夠根據(jù)深度/模板狀態(tài)需求的設(shè)置來選擇需要繪制的像素。

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深度/模板測試

深度測試、模板測試的執(zhí)行是在混合操作之前執(zhí)行的，具體的執(zhí)行順序為：模板測試→深度測試→混合操作。

深度測試

深度測試需要用到深度/模板緩沖區(qū)，對每個像素使用24位或32位來映射物體從世界到NDC坐標(biāo)系下z的值(即深度，范圍[0.0, 1.0])。0.0時達(dá)到攝像機的最近可視距離，而1.0時達(dá)到攝像機的最遠(yuǎn)可視距離。若某一像素位置接收到多個像素片元，只有z值最小的像素才會通過最終的深度測試。具體細(xì)化的話，就是現(xiàn)在有一個像素片元，已知它的深度值，然后需要跟深度緩沖區(qū)中的深度值進行比較，若小于深度緩沖區(qū)的深度值，則該像素片元將會覆蓋后備緩沖區(qū)原來的像素片元，并更新深度緩沖區(qū)中對應(yīng)位置的深度值。

模板測試

除了深度測試以為，我們還可以設(shè)定模板測試來阻擋某些特定的區(qū)域的像素通過后備緩沖區(qū)。而且模板測試在操作上自由度會比深度測試大。對于需要進行模板測試的像素，比較式如下：
(StencilRef & StencilReadMask) ? (Value & StencilReadMask)

該表達(dá)式首先括號部分是兩個操作數(shù)進行與運算，然后通過?（用戶指定的運算符）對兩個結(jié)果進行比較。若該表達(dá)式的值為真，則最終通過模板測試，并保留該像素進行后續(xù)的混合操作。

其中StencilReadMask則是應(yīng)用程序所提供的掩碼值。

深度/模板格式

深度/模板緩沖區(qū)是一個2D數(shù)組(紋理)，它必須經(jīng)由確定的數(shù)據(jù)格式創(chuàng)建：

DXGI_FORMAT_D32_FLOAT_S8X24_UINT：每個元素占64位，其中32位浮點數(shù)用于深度測試，8位無符號整數(shù)用于模板測試，剩余24位僅用于填充。

DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT：每個元素占32位，其中24位無符號整數(shù)映射到深度值[0.0, 1.0]的區(qū)間，8位無符號整數(shù)用于模板測試。

ID3D11DeviceContext::ClearDepthStencilView方法–深度/模板緩沖區(qū)內(nèi)容清空

方法原型如下：

void ID3D11DeviceContext::ClearDepthStencilView(ID3D11DepthStencilView *pDepthStencilView, // [In]深度模板視圖UINT ClearFlags, // [In]使用D3D11_CLEAR_FLAG枚舉類型決定需要清空的部分FLOAT Depth, // [In]使用Depth值填充所有元素的深度部分UINT8 Stencil); // [In]使用Stencil值填充所有元素的模板部分

其中D3D11_CLEAR_FLAG有如下枚舉值：

枚舉值含義

D3D11_CLEAR_DEPTH	清空深度部分
D3D11_CLEAR_STENCIL	清空模板部分

可以使用位運算或來同時清理。

通常深度值會默認(rèn)設(shè)為1.0以確保任何在攝像機視野范圍內(nèi)的物體都能被顯示出來

模板值則默認(rèn)會設(shè)置為0

ID3D11Device::CreateDepthStencilState方法–創(chuàng)建深度/模板狀態(tài)

要創(chuàng)建深度/模板狀態(tài)ID3D11DepthStencilState之前，首先需要填充D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC結(jié)構(gòu)體：

typedef struct D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC {BOOL DepthEnable; // 是否開啟深度測試D3D11_DEPTH_WRITE_MASK DepthWriteMask; // 深度值寫入掩碼D3D11_COMPARISON_FUNC DepthFunc; // 深度比較函數(shù)BOOL StencilEnable; // 是否開啟模板測試UINT8 StencilReadMask; // 模板值讀取掩碼UINT8 StencilWriteMask; // 模板值寫入掩碼D3D11_DEPTH_STENCILOP_DESC FrontFace; // 對正面朝向的三角形進行深度/模板操作描述D3D11_DEPTH_STENCILOP_DESC BackFace; // 對背面朝向的三角形進行深度/模板操作的描述 } D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC;

深度狀態(tài)設(shè)定

DepthEnable：如果關(guān)閉了深度測試，則繪制的先后順序就十分重要了。對于不透明的物體，必須按照從后到前的順序進行繪制，否則最后繪制的內(nèi)容會覆蓋之前的內(nèi)容，看起來就像在最前面那樣。并且關(guān)閉深度測試會導(dǎo)致深度緩沖區(qū)的值會保持原樣，不再進行更新，此時DepthWriteMask也不會使用。

D3D11_DEPTH_WRITE_MASK枚舉類型只有兩種枚舉值：

枚舉值含義

D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ZERO	不寫入深度/模板緩沖區(qū)
D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ALL	允許寫入深度/模板緩沖區(qū)

但即便設(shè)置了D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ZERO，如果DepthEnable開著的話仍會取原來的深度值進行深度比較，只是不會更新深度緩沖區(qū)。

DepthFunc：指定D3D11_COMPARISON_FUNC枚舉值來描述深度測試的比較操作，標(biāo)準(zhǔn)情況下是使用D3D11_COMPARISON_LESS來進行深度測試，當(dāng)然你也可以自定義測試的比較方式。

枚舉類型D3D11_COMPARISON_FUNC的枚舉值如下：

枚舉值含義

D3D11_COMPARISON_NEVER = 1	該比較函數(shù)一定返回false
D3D11_COMPARISON_LESS = 2	使用<來替換?
D3D11_COMPARISON_EQUAL = 3	使用==來替換?
D3D11_COMPARISON_LESS_EQUAL = 4	使用<=來替換?
D3D11_COMPARISON_GREATER = 5	使用>來替換?
D3D11_COMPARISON_NOT_EQUAL = 6	使用!=來替換?
D3D11_COMPARISON_GREATER_EQUAL = 7	使用>=來替換?
D3D11_COMPARISON_ALWAYS = 8	該比較函數(shù)一定返回true

默認(rèn)情況下，深度狀態(tài)的值如下：

DepthEnable = TRUE; DepthWriteMask = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ALL DepthFunc = D3D11_COMPARISION_LESS

模板狀態(tài)設(shè)定

StencilEnable：若要使用模板測試，則指定為true

StencilReadMask：該掩碼用于指定StencilRef和深度/模板緩沖區(qū)的模板值Value中的某些特定位，默認(rèn)使用的是下面宏常量：
#define D3D11_DEFAULT_STENCIL_READ_MASK (0xff)

StencilWriteMask：該掩碼指定待寫入的模板值的哪些位要寫入深度/模板緩沖區(qū)中，默認(rèn)使用的是下面宏常量：
#define D3D11_DEFAULT_STENCIL_WRITE_MASK (0xff)

FrontFace：該結(jié)構(gòu)體指定了不同測試結(jié)果下對模板值應(yīng)做什么樣的更新（對于正面朝向的三角形）

BackFace：該結(jié)構(gòu)體指定了不同測試結(jié)果下對模板值應(yīng)做什么樣的更新（對于背面朝向的三角形）

深度/模板操作描述結(jié)構(gòu)體如下：

typedefstruct D3D11_DEPTH_STENCILOP_DESC {D3D11_STENCIL_OP StencilFailOp; D3D11_STENCIL_OP StencilDepthFailOp; D3D11_STENCIL_OP StencilPassOp; D3D11_COMPARISON_FUNC StencilFunc; } D3D11_DEPTH_STENCILOP_DESC;

StencilFailOp：若模板測試不通過對深度/模板緩沖區(qū)的模板值部分的操作

StencilDepthFailOp：若模板測試通過，但深度測試不通過對深度/模板緩沖區(qū)的模板值部分的操作

StencilPassOp：若模板/深度測試通過對深度/模板緩沖區(qū)的模板值部分的操作

StencilFunc：模板測試所用的比較函數(shù)

枚舉類型D3D11_STENCIL_OP的枚舉值如下：

枚舉值含義

D3D11_STENCIL_OP_KEEP	保持目標(biāo)模板值不變
D3D11_STENCIL_OP_ZERO	保持目標(biāo)模板值為0
D3D11_STENCIL_OP_REPLACE	使用StencilRef的值替換模板模板值
D3D11_STENCIL_OP_INCR_SAT	對目標(biāo)模板值加1，超過255的話將值保持在255
D3D11_STENCIL_OP_DECR_SAT	對目標(biāo)模板值減1，低于0的話將保持在0
D3D11_STENCIL_OP_INVERT	對目標(biāo)模板值的每個位進行翻轉(zhuǎn)
D3D11_STENCIL_OP_INCR	對目標(biāo)模板值加1，超過255的話值將上溢變成0
D3D11_STENCIL_OP_DECR	對目標(biāo)模板值減1，低于0的話將下溢變成255

默認(rèn)情況下，模板狀態(tài)的值如下：

StencilEnable = FALSE; StencilReadMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_READ_MASK; StencilWriteMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_WRITE_MASK;FrontFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS; FrontFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; FrontFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; FrontFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;BackFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS; BackFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; BackFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP; BackFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;

填充完上面一堆結(jié)構(gòu)體信息后，就終于可以創(chuàng)建深度模板狀態(tài)了：

HRESULT ID3D11Device::CreateDepthStencilState(const D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC *pDepthStencilDesc, // [In]深度/模板狀態(tài)描述ID3D11DepthStencilState **ppDepthStencilState // [Out]輸出深度/模板狀態(tài) );

ID3D11DeviceContext::OMSetDepthStencilState方法–輸出合并階段設(shè)置深度/模板狀態(tài)

創(chuàng)建好深度/模板狀態(tài)后，我們就可以將它綁定到渲染管線上：

void ID3D11DeviceContext::OMSetDepthStencilState(ID3D11DepthStencilState *pDepthStencilState, // [In]深度/模板狀態(tài)，使用nullptr的話則是默認(rèn)深度/模板狀態(tài)UINT StencilRef); // [In]提供的模板值

如果要恢復(fù)到默認(rèn)狀況，可以這樣調(diào)用：

md3dImmediateContext->OMSetDepthStencilState(nullptr, 0);

利用模板測試?yán)L制平面鏡

要實現(xiàn)鏡面反射的效果，我們需要解決兩個問題：

如何計算出一個物體的所有頂點在任意平面的鏡面的反射位置

在鏡面位置只顯示鏡面本身和反射的物體的混合

若一個有平面鏡的場景中包含透明和非透明物體，則實際的繪制順序為：

只向鏡面區(qū)域的模板緩沖區(qū)寫入值1，而深度緩沖區(qū)和后備緩沖區(qū)的值都不應(yīng)該寫入

將需要繪制的鏡面反射物體進行反射變換，然后僅在模板值為1的區(qū)域先繪制不透明的反射物體到后備緩沖區(qū)

在模板值為1的區(qū)域繪制透明的反射物體后，再繪制透明鏡面到后備緩沖區(qū)

繪制正常的非透明物體到后備緩沖區(qū)

繪制透明物體到后備緩沖區(qū)

在3D場景中，要繪制鏡面反射的物體，我們只需要將原本的物體（所有頂點位置）進行鏡面反射矩陣的變換即可得到。但是反射的物體僅可以在物體一側(cè)透過鏡面看到，在鏡面的另一邊是無法看到反射的物體的。通過模板測試，我們可以在攝像機僅與鏡面同側(cè)的時候標(biāo)定鏡面區(qū)域，并繪制鏡面反射的物體。

我們可以使用XMMatrixReflection函數(shù)來創(chuàng)建反射矩陣，提供的參數(shù)為平面向量\((\mathbf{n} ,d)\)

這里簡單了解一下，平面可以表示為點法式：
\[\mathbf{n} \cdot \mathbf{p} + d = 0\]
n為平面法向量，p為平面一點，進行叉乘運算。

d是一個有向距離值

上面的式子展開后就是我們高數(shù)見到的平面方程：
\[Ax + By + Cz + D = 0\]

這相當(dāng)于我

例如(0.0f, 0.0f, -1.0f, 10.0f)可以表示z = 10的平面

HLSL代碼的變化

在Basic.hlsli中，添加了一個常量緩沖區(qū)用來控制反射開關(guān)，它的更新頻率僅次于每次繪制更新的緩沖區(qū)。并且由于鏡面是固定的，這里將鏡面反射矩陣放在不會變化的常量緩沖區(qū)上：

cbuffer CBChangesEveryDrawing : register(b0) {matrix g_World;matrix g_WorldInvTranspose;Material g_Material; }cbuffer CBDrawingStates : register(b1) {int g_IsReflection;float3 g_Pad1; }cbuffer CBChangesEveryFrame : register(b2) {matrix g_View;float3 g_EyePosW; }cbuffer CBChangesOnResize : register(b3) {matrix g_Proj; }cbuffer CBChangesRarely : register(b4) {matrix g_Reflection;DirectionalLight g_DirLight[10];PointLight g_PointLight[10];SpotLight g_SpotLight[10];int g_NumDirLight;int g_NumPointLight;int g_NumSpotLight;float g_Pad2; }

所以現(xiàn)在目前已經(jīng)使用了5個常量緩沖區(qū)，可以說在管理上會非常復(fù)雜，其中頂點著色器需要用到所有的常量緩沖區(qū)，而像素著色器需要用到除了CBChangesOnResize外的所有常量緩沖區(qū)。

然后3D頂點著色器添加了是否需要乘上反射矩陣的判定：

// Basic_VS_3D.hlsl #include "Basic.hlsli"// 頂點著色器(3D) VertexPosHWNormalTex VS_3D(VertexPosNormalTex vIn) {VertexPosHWNormalTex vOut;matrix viewProj = mul(g_View, g_Proj);float4 posW = mul(float4(vIn.PosL, 1.0f), g_World);float3 normalW = mul(vIn.NormalL, (float3x3) g_WorldInvTranspose);// 若當(dāng)前在繪制反射物體，先進行反射操作[flatten]if (g_IsReflection){posW = mul(posW, g_Reflection);normalW = mul(normalW, (float3x3) g_Reflection);}vOut.PosH = mul(posW, viewProj);vOut.PosW = posW.xyz;vOut.NormalW = normalW;vOut.Tex = vIn.Tex;return vOut; }

對于像素著色器來說，由于點光燈和聚光燈都可以看做是物體，所以也應(yīng)該進行鏡面反射矩陣變換（主要反射光的方向和位置）：

// Basic_PS_3D.hlsl #include "Basic.hlsli"// 像素著色器(3D) float4 PS_3D(VertexPosHWNormalTex pIn) : SV_Target {// 提前進行裁剪，對不符合要求的像素可以避免后續(xù)運算float4 texColor = g_Tex.Sample(g_SamLinear, pIn.Tex);clip(texColor.a - 0.1f);// 標(biāo)準(zhǔn)化法向量pIn.NormalW = normalize(pIn.NormalW);// 頂點指向眼睛的向量float3 toEyeW = normalize(g_EyePosW - pIn.PosW);// 初始化為0 float4 ambient = float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);float4 diffuse = float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);float4 spec = float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);float4 A = float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);float4 D = float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);float4 S = float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);int i;[unroll]for (i = 0; i < 5; ++i){DirectionalLight dirLight = g_DirLight[i];[flatten]if (g_IsReflection){dirLight.Direction = mul(dirLight.Direction, (float3x3) (g_Reflection));}ComputeDirectionalLight(g_Material, g_DirLight[i], pIn.NormalW, toEyeW, A, D, S);ambient += A;diffuse += D;spec += S;}// 若當(dāng)前在繪制反射物體，需要對光照進行反射矩陣變換PointLight pointLight;[unroll]for (i = 0; i < 5; ++i){pointLight = g_PointLight[i];[flatten]if (g_IsReflection){pointLight.Position = (float3) mul(float4(pointLight.Position, 1.0f), g_Reflection);}ComputePointLight(g_Material, pointLight, pIn.PosW, pIn.NormalW, toEyeW, A, D, S);ambient += A;diffuse += D;spec += S;}SpotLight spotLight;// 若當(dāng)前在繪制反射物體，需要對光照進行反射矩陣變換[unroll]for (i = 0; i < 5; ++i){spotLight = g_SpotLight[i];[flatten]if (g_IsReflection){spotLight.Position = (float3) mul(float4(spotLight.Position, 1.0f), g_Reflection);spotLight.Direction = mul(spotLight.Direction, (float3x3) g_Reflection);}ComputeSpotLight(g_Material, spotLight, pIn.PosW, pIn.NormalW, toEyeW, A, D, S);ambient += A;diffuse += D;spec += S;}float4 litColor = texColor * (ambient + diffuse) + spec;litColor.a = texColor.a * g_Material.Diffuse.a;return litColor; }

RenderStates類的變化

RenderStates類變化如下：

class RenderStates { public:template <class T>using ComPtr = Microsoft::WRL::ComPtr<T>;static void InitAll(ID3D11Device * device);// 使用ComPtr無需手工釋放public:static ComPtr<ID3D11RasterizerState> RSWireframe; // 光柵化器狀態(tài)：線框模式static ComPtr<ID3D11RasterizerState> RSNoCull; // 光柵化器狀態(tài)：無背面裁剪模式static ComPtr<ID3D11RasterizerState> RSCullClockWise; // 光柵化器狀態(tài)：順時針裁剪模式static ComPtr<ID3D11SamplerState> SSLinear; // 采樣器狀態(tài)：線性過濾static ComPtr<ID3D11SamplerState> SSAnistropic; // 采樣器狀態(tài)：各項異性過濾static ComPtr<ID3D11BlendState> BSNoColorWrite; // 混合狀態(tài)：不寫入顏色static ComPtr<ID3D11BlendState> BSTransparent; // 混合狀態(tài)：透明混合static ComPtr<ID3D11BlendState> BSAlphaToCoverage; // 混合狀態(tài)：Alpha-To-Coveragestatic ComPtr<ID3D11DepthStencilState> DSSMarkMirror; // 深度/模板狀態(tài)：標(biāo)記鏡面區(qū)域static ComPtr<ID3D11DepthStencilState> DSSDrawReflection; // 深度/模板狀態(tài)：繪制反射區(qū)域static ComPtr<ID3D11DepthStencilState> DSSNoDoubleBlend; // 深度/模板狀態(tài)：無二次混合區(qū)域static ComPtr<ID3D11DepthStencilState> DSSNoDepthTest; // 深度/模板狀態(tài)：關(guān)閉深度測試static ComPtr<ID3D11DepthStencilState> DSSNoDepthWrite; // 深度/模板狀態(tài)：僅深度測試，不寫入深度值 };

新增的渲染狀態(tài)的定義如下：

void RenderStates::InitAll(ID3D11Device * device) {// 先前初始化過的話就沒必要重來了if (IsInit())return;// ***********初始化光柵化器狀態(tài)***********D3D11_RASTERIZER_DESC rasterizerDesc;ZeroMemory(&rasterizerDesc, sizeof(rasterizerDesc));// ...// 順時針剔除模式rasterizerDesc.FillMode = D3D11_FILL_SOLID;rasterizerDesc.CullMode = D3D11_CULL_BACK;rasterizerDesc.FrontCounterClockwise = true;rasterizerDesc.DepthClipEnable = true;HR(device->CreateRasterizerState(&rasterizerDesc, &RSCullClockWise));// ***********初始化采樣器狀態(tài)***********// ...// ***********初始化混合狀態(tài)***********// ...// ***********初始化深度/模板狀態(tài)***********D3D11_DEPTH_STENCIL_DESC dsDesc;// 鏡面標(biāo)記深度/模板狀態(tài)// 這里不寫入深度信息// 無論是正面還是背面，原來指定的區(qū)域的模板值都會被寫入StencilRefdsDesc.DepthEnable = true;dsDesc.DepthWriteMask = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ZERO;dsDesc.DepthFunc = D3D11_COMPARISON_LESS;dsDesc.StencilEnable = true;dsDesc.StencilReadMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_READ_MASK;dsDesc.StencilWriteMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_WRITE_MASK;dsDesc.FrontFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.FrontFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.FrontFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_REPLACE;dsDesc.FrontFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS;// 對于背面的幾何體我們是不進行渲染的，所以這里的設(shè)置無關(guān)緊要dsDesc.BackFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.BackFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.BackFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_REPLACE;dsDesc.BackFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_ALWAYS;HR(device->CreateDepthStencilState(&dsDesc, DSSMarkMirror.GetAddressOf()));// 反射繪制深度/模板狀態(tài)// 由于要繪制反射鏡面，需要更新深度// 僅當(dāng)鏡面標(biāo)記模板值和當(dāng)前設(shè)置模板值相等時才會進行繪制dsDesc.DepthEnable = true;dsDesc.DepthWriteMask = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ALL;dsDesc.DepthFunc = D3D11_COMPARISON_LESS;dsDesc.StencilEnable = true;dsDesc.StencilReadMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_READ_MASK;dsDesc.StencilWriteMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_WRITE_MASK;dsDesc.FrontFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.FrontFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.FrontFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.FrontFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_EQUAL;// 對于背面的幾何體我們是不進行渲染的，所以這里的設(shè)置無關(guān)緊要dsDesc.BackFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.BackFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.BackFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.BackFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_EQUAL;HR(device->CreateDepthStencilState(&dsDesc, DSSDrawReflection.GetAddressOf()));// 無二次混合深度/模板狀態(tài)// 允許默認(rèn)深度測試// 通過自遞增使得原來StencilRef的值只能使用一次，實現(xiàn)僅一次混合dsDesc.DepthEnable = true;dsDesc.DepthWriteMask = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ALL;dsDesc.DepthFunc = D3D11_COMPARISON_LESS;dsDesc.StencilEnable = true;dsDesc.StencilReadMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_READ_MASK;dsDesc.StencilWriteMask = D3D11_DEFAULT_STENCIL_WRITE_MASK;dsDesc.FrontFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.FrontFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.FrontFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_INCR;dsDesc.FrontFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_EQUAL;// 對于背面的幾何體我們是不進行渲染的，所以這里的設(shè)置無關(guān)緊要dsDesc.BackFace.StencilFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.BackFace.StencilDepthFailOp = D3D11_STENCIL_OP_KEEP;dsDesc.BackFace.StencilPassOp = D3D11_STENCIL_OP_INCR;dsDesc.BackFace.StencilFunc = D3D11_COMPARISON_EQUAL;HR(device->CreateDepthStencilState(&dsDesc, DSSNoDoubleBlend.GetAddressOf()));// 關(guān)閉深度測試的深度/模板狀態(tài)// 若繪制非透明物體，務(wù)必嚴(yán)格按照繪制順序// 繪制透明物體則不需要擔(dān)心繪制順序// 而默認(rèn)情況下模板測試就是關(guān)閉的dsDesc.DepthEnable = false;dsDesc.StencilEnable = false;HR(device->CreateDepthStencilState(&dsDesc, DSSNoDepthTest.GetAddressOf()));// 進行深度測試，但不寫入深度值的狀態(tài)// 若繪制非透明物體時，應(yīng)使用默認(rèn)狀態(tài)// 繪制透明物體時，使用該狀態(tài)可以有效確保混合狀態(tài)的進行// 并且確保較前的非透明物體可以阻擋較后的一切物體dsDesc.DepthEnable = true;dsDesc.DepthWriteMask = D3D11_DEPTH_WRITE_MASK_ZERO;dsDesc.DepthFunc = D3D11_COMPARISON_LESS;dsDesc.StencilEnable = false;HR(device->CreateDepthStencilState(&dsDesc, DSSNoDepthWrite.GetAddressOf()));}

場景繪制

現(xiàn)在場景內(nèi)有四面墻，一個平面鏡，一面地板，一個籬笆盒和水面。

開始繪制前，我們需要清空深度/模板緩沖區(qū)和渲染目標(biāo)視圖：

md3dImmediateContext->ClearRenderTargetView(mRenderTargetView.Get(), reinterpret_cast<const float*>(&Colors::Black)); md3dImmediateContext->ClearDepthStencilView(mDepthStencilView.Get(), D3D11_CLEAR_DEPTH | D3D11_CLEAR_STENCIL, 1.0f, 0);

第1步: 鏡面區(qū)域?qū)懭肽０寰彌_區(qū)

這一步通過對鏡面所在區(qū)域?qū)懭肽０逯?來標(biāo)定鏡面繪制區(qū)域。

// ********************* // 1. 給鏡面反射區(qū)域?qū)懭胫?到模板緩沖區(qū) // // 裁剪掉背面三角形 // 標(biāo)記鏡面區(qū)域的模板值為1 // 不寫入像素顏色 m_pd3dImmediateContext->RSSetState(nullptr); m_pd3dImmediateContext->OMSetDepthStencilState(RenderStates::DSSMarkMirror.Get(), 1); m_pd3dImmediateContext->OMSetBlendState(RenderStates::BSNoColorWrite.Get(), nullptr, 0xFFFFFFFF);m_Mirror.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get());

通過VS圖形調(diào)試器可以看到模板值為1的區(qū)域

第2步：繪制不透明的鏡面反射物體

理論上會有三面墻和地板可能會透過鏡面看到，這里都需要繪制，但要注意在對頂點位置做反射變換時，原來平面向外的法向量變成了平面向內(nèi)部，因此還需要額外對法向量做反射變換(龍書缺少了對法向量的反射變換)。并且原來按順時針排布的三角形頂點也變成了逆時針排布。所以需要對順時針排布的頂點做裁剪處理。

在做模板測試的時候，我們僅對模板值為1的像素點通過測試，這樣保證限定繪制區(qū)域在鏡面上。

// *********************** // 2. 繪制不透明的反射物體 //// 開啟反射繪制 m_CBStates.isReflection = true; D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedData; HR(m_pd3dImmediateContext->Map(m_pConstantBuffers[1].Get(), 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedData)); memcpy_s(mappedData.pData, sizeof(CBDrawingStates), &m_CBStates, sizeof(CBDrawingStates)); m_pd3dImmediateContext->Unmap(m_pConstantBuffers[1].Get(), 0); // 繪制不透明物體，需要順時針裁剪 // 僅對模板值為1的鏡面區(qū)域繪制 m_pd3dImmediateContext->RSSetState(RenderStates::RSCullClockWise.Get()); m_pd3dImmediateContext->OMSetDepthStencilState(RenderStates::DSSDrawReflection.Get(), 1); m_pd3dImmediateContext->OMSetBlendState(nullptr, nullptr, 0xFFFFFFFF);m_Walls[2].Draw(m_pd3dImmediateContext.Get()); m_Walls[3].Draw(m_pd3dImmediateContext.Get()); m_Walls[4].Draw(m_pd3dImmediateContext.Get()); m_Floor.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get());

到這時候繪制效果如下：

第3步：繪制透明的鏡面反射物體

這一步需要繪制的透明反射物體有籬笆盒以及水面，繪制了這些透明物體后就可以連同鏡面一起混合繪制了。其中籬笆盒要優(yōu)于水面先行繪制：

// *********************** // 3. 繪制透明的反射物體 //// 關(guān)閉順逆時針裁剪 // 僅對模板值為1的鏡面區(qū)域繪制 // 透明混合 m_pd3dImmediateContext->RSSetState(RenderStates::RSNoCull.Get()); m_pd3dImmediateContext->OMSetDepthStencilState(RenderStates::DSSDrawReflection.Get(), 1); m_pd3dImmediateContext->OMSetBlendState(RenderStates::BSTransparent.Get(), nullptr, 0xFFFFFFFF);m_WireFence.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get()); m_Water.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get()); m_Mirror.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get());// 關(guān)閉反射繪制 m_CBStates.isReflection = false; HR(m_pd3dImmediateContext->Map(m_pConstantBuffers[1].Get(), 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedData)); memcpy_s(mappedData.pData, sizeof(CBDrawingStates), &m_CBStates, sizeof(CBDrawingStates)); m_pd3dImmediateContext->Unmap(m_pConstantBuffers[1].Get(), 0);

繪制完后效果如下：

第4步：繪制不透明的正常物體

這一步僅有墻體和地板需要繪制：

// ************************ // 4. 繪制不透明的正常物體 //m_pd3dImmediateContext->RSSetState(nullptr); m_pd3dImmediateContext->OMSetDepthStencilState(nullptr, 0); m_pd3dImmediateContext->OMSetBlendState(nullptr, nullptr, 0xFFFFFFFF);for (auto& wall : m_Walls)wall.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get()); m_Floor.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get());

第5步：繪制透明的正常物體

// *********************** // 5. 繪制透明的正常物體 //// 關(guān)閉順逆時針裁剪 // 透明混合 m_pd3dImmediateContext->RSSetState(RenderStates::RSNoCull.Get()); m_pd3dImmediateContext->OMSetDepthStencilState(nullptr, 0); m_pd3dImmediateContext->OMSetBlendState(RenderStates::BSTransparent.Get(), nullptr, 0xFFFFFFFF);m_WireFence.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get()); m_Water.Draw(m_pd3dImmediateContext.Get());

完成所有繪制后，顯示效果如下：

先繪制鏡面場景還是繪制主場景？

一開始我是根據(jù)龍書的順序先繪制主場景，再繪制鏡面場景的。但是在繪制帶有透明物體的場景時，會得到下面的結(jié)果：

可以看到鏡面下面的部分有黑邊，是因為在繪制主場景的時候，黑色背景和水面產(chǎn)生了混合，并且改寫了深度值，導(dǎo)致在繪制鏡面后面的物體（主要是地板部分）時水面以下的部分沒有通過深度測試，地板也就沒有被繪制。

DirectX11 With Windows SDK完整目錄

Github項目源碼

歡迎加入QQ群: 727623616 可以一起探討DX11，以及有什么問題也可以在這里匯報。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/X-Jun/p/9380099.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的DirectX11 With Windows SDK--12 深度/模板状态、平面镜反射绘制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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