顶点和索引缓冲区如何在带有顶点、法线和texcoords的Directx11中工作?

Direct3D输入汇编程序并不像您假设的那样灵活。它需要一个 单一的 索引缓冲区中的索引,并使用该值查找 相同的 来自1个或多个绑定顶点缓冲区的顶点。然后将整个顶点发送到一个顶点着色器的单个调用。

输入布局告诉您需要知道的一切。例如,这里是一个非常简单的输入布局:

{ "SV_Position", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,    0, D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
{ "NORMAL",      0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,    0, D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
{ "TEXCOORD",    0, DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT,       0, D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },

这对应于顶点结构,如:

struct Vertex
{
    XMFLOAT3 position;
    XMFLOAT3 normal;
    XMFLOAT2 textureCoordinate;
};

在这种情况下,您将绑定 单一的 顶点缓冲到系统,当然还有 单一的 索引缓冲区。VB的步伐将是 sizeof(Vertex) 或32字节,这被认为是大多数硬件的最佳大小。

它将使用类似于以下伪代码的代码:

// StartIndexLocation, BaseVertexLocation, IndexCount are DrawIndexed parameters
// stride and offset are IASetVertexBuffers parameters
for(I = 0; I < IndexCount; I++)
{
    uint16_t/uint32_t index = IndexBuffer[I + StartIndexLocation];

    Vertex v = VertexBuffer_Bytes[((index + BaseVertexLocation) * stride) + offset];

    VertexShader(v);
}

您还可以创建一个多流输入布局,该布局需要一个以上的VB。下面是一个3流输入布局的示例:

{ "SV_Position", 0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,    0, D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
{ "NORMAL",      0, DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,    1, D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },
{ "TEXCOORD",    0, DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT,       2, D3D11_APPEND_ALIGNED_ELEMENT, D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA, 0 },

这里对应三个顶点结构:

struct Vertex1
{
    XMFLOAT3 position;
};

struct Vertex2
{
    XMFLOAT3 normal;
};

struct Vertex3
{
    XMFLOAT2 textureCoordinate;
};

你可以用12、12和8的步幅 三 绑定顶点缓冲区。仍然只有一个 单一的 索引缓冲区,因此特定顶点的所有数据必须在所有三个VBS的同一索引中。

它将使用类似于以下伪代码的代码:

for(I = 0; I < IndexCount; I++)
{
    uint16_t/uint32_t index = IndexBuffer[I + StartIndexLocation];

    Vertex1 v1 = VertexBuffer0_Bytes[((index + BaseVertexLocation) * stride0) + offset0];
    Vertex2 v2 = VertexBuffer1_Bytes[((index + BaseVertexLocation) * stride1) + offset1];
    Vertex3 v3 = VertexBuffer2_Bytes[((index + BaseVertexLocation) * stride2) + offset2];

    VertexShader(v1, v2, v3);
}

虽然几何文件格式(如Wavefront OBJ和用于CAD/3D艺术程序的内部数据结构)通常使用每个顶点的多个索引来实现更紧凑的内存结构,但您不能直接 提供 使用Direct3D或OpenGL的此类数据。你必须把它转换成交错的形式 重复数据 .

std::vector<XMFLOAT3> positions;
std::vector<XMFLOAT3> normals;
std::vector<XMFLOAT2> texcoords;
// Load these three from the file

std::vector<Vertex> vertexBuffer;
std::vector<uint32_t> indexBuffer;

for each face in WaveFront OBJ:
    for each vertex in the face:
        Vertex v;
        v.position = positions[vertexIndex];
        v.normal = normal[normalIndex];
        v.textureCoordinate = texcoords[textureIndex];

        uint32_t index = AddVertex(vertexIndex, &vertex, vertexCache);
        indexBuffer.push_back(index);

// Helper function to try to minimize vertex duplication        
typedef std::unordered_multimap<UINT, UINT> VertexCache;

uint32_t AddVertex(UINT hash, const Vertex* pVertex, VertexCache& cache)
{
    auto f = cache.equal_range(hash);

    for (auto it = f.first; it != f.second; ++it)
    {
        auto& tv = vertexBuffer[it->second];

        if (0 == memcmp(pVertex, &tv, sizeof(Vertex)))
        {
            return it->second;
        }
    }

    uint32_t index = static_cast<uint32_t>(vertices.size());
    vertexBuffer.emplace_back(*pVertex);

    VertexCache::value_type entry(hash, index);
    cache.insert(entry);
    return index;
}

见 WaveFrontReader.h . 虽然我的阅读器实现并不完美,但它确实处理了一些代码忽略的问题,比如负索引值、将n-gons转换为三角形等。