【Visual C++】游戏开发笔记四十一 浅墨DirectX教程之九 为三维世界添彩：纹理映射技术(一)
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作者：毛星云（浅墨） 邮箱： happylifemxy@163.com
本篇文章里，我们对Direct3D之中固定功能流水线中的纹理映射相关的知识进行了详尽的剖析，文章末尾依旧是提供文章配套详细注释的demo源代码的欣赏，并在文章末尾给出了源代码的下载地址。由于纹理映射相关知识体系比较繁杂，所以需要分次进行介绍，此为上篇。
一、引言
江山如此多娇，风景如画。万物都有其独特的特点。真实世界中的物体，在计算机三维世界中如果单单用各种各样的几何体以及顶点坐标，顶点颜色来模拟的话，往往缺乏生机，往往差强人意。
比如说我们要绘制出如下效果的一个贴了瓷砖的立方体：
综合我们之前讲过的知识，绘制一个立方体是小菜一碟。但关键就来了，如何绘制出像砖块那样坑坑洼洼的效果呢？难不成用成千上万的顶点坐标一个个去机械的模拟？这显然不现实。
相信正确的做法大家应该很容易想到，先绘制一个立方体，接着准备一副描绘着砖块状的2D图片，然后把这幅图片像贴画一样贴到这个立方体的六个面，这样绘制砖块立方体的效果就可以实现了。
其实上面我们讲到的这种方法，就是计算机图形学中“纹理映射”这套技术思想的真实写照。
在我们的计算机三维世界中，想要模拟出真实而复杂的三维物体，让他们从表面上看起来逼真，就需要请出“纹理映射”这套技术。
二、纹理映射的概念
一言以蔽之，纹理映射是一种将2D图像映射到3D物体上的技术。
一般来说，纹理是表示物体表面细节的一副或者几幅二维图形，也称纹理贴图（texture）。当我们把纹理按照特定的方式映射到物体表面上的时候，能使物体看上去更加真实。在当今流行的计算机图形系统中，纹理绘制已经成了渲染方法中的中流砥柱了。
想要理解纹理映射其实非常简单，把纹理看做是应用在物体表面上的像素颜色就可以了。
在真实世界中，纹理表示一个对象的颜色、图案或者触觉特性。但在计算机图形学中，纹理只表示对象表面的彩色图案，它不能改变对象的几何形式，换言之，就像贴在几何体表面上的贴画一样。
好了，基本概念应该讲明白了，下面我们来看看如果要使用这种纹理映射技术的话，需要了解的具体知识。
三、纹理映射使用四步曲
这一小节里面我们详细讲解了使用纹理映射的具体细节。
1. 纹理映射使用四步曲之一，纹理坐标的定义
我们一般把纹理映射所使用的2D图像称作纹理贴图。Direct3D支持多种的纹理贴图，比如有.bmp、.dds、.dib、.png以及.tga等等.虽然说Direct3D对纹理贴图的大小没有限制，但是为了提高程序使用纹理的效率，通常使用边长为2的N次方幂的正方形图片，比如128 x128,256 x 256，512 x 512等等。
纹理贴图往往都通过一个二维数组存储每个点的颜色值，该颜色值被称作纹理元素，而每个纹理元素在纹理中都有唯一的地址。而为了将纹理贴图映射到三维图形中，Direct3D使用了纹理坐标确定纹理贴图上的每个纹理元素。
纹理坐标由一个二维坐标系指定，这个坐标系由沿水平方向的u轴和沿垂直方向的v轴构成，他们两个合起来就是坐标对（u,v），其实和我们习惯的（x,y）坐标对是一个概念，只不过在纹理贴图中我们习惯用（u,v）而已。其中u轴正方向为水平向右，v轴正方向为垂直向下，且他们的取值范围都在[0，1]之间。
纹理坐标位于纹理空间之中，是相对坐标，相对于纹理坐标系中的原点（0,0）。当把纹理贴到三维模型表面上时，纹理元素首先被映射到物体模型的局部坐标系中，然后再变换到屏幕坐标系中对应像素的位置处。
另外的一点，纹理坐标是通过纹理层和纹理联系到一起的，通常情况下只需使用一层纹理就够了。记得我们原来讲FVF灵活顶点格式的时候讲到过，一个灵活顶点格式中允许最多定义八组纹理坐标，而每组纹理坐标都对应一个纹理层，这就是说每个顶点最多可以使用八层纹理。
比如这样写：
HRESULT D3DXCreateTexture( __in LPDIRECT3DDEVICE9 pDevice, __in UINT Width, __in UINT Height, __in UINT MipLevels, __in DWORD Usage, __in D3DFORMAT Format, __in D3DPOOL Pool, __out LPDIRECT3DTEXTURE9 *ppTexture);
■ 第一个参数，LPDIRECT3DDEVICE9类型的pDevice，无需多言，这就是我们的绘制金钥匙——Direct3D设备对象了。
■ 第二个参数，UINT类型的Width，表示我们创建的纹理对象的宽度。
■ 第三个参数，UINT类型的Height，表示我们创建的纹理对象的高度。
■ 第四个参数，UINT类型的MipLevels，表示我们创建的纹理的渐进级别，通常取默认值D3DX_DEFAULT就可以了，表示创建一个完整MIP贴图链。。其实取0也无妨，和取默认值D3DX_DEFAULT效果是一样的。
■ 第五个参数，DWORD类型的Usage，指定了我们纹理的使用方式，取值在0、D3DUSAGE_RENDERTARGET、D3DUSAGE_DYMANIC中三取一。
■ 第六个参数，D3DFORMAT类型的Format，用于指定纹理中每个保存每个颜色成分所使用的位数，在D3DFORMAT枚举体中取值，这个参数也可以设为0，表示使用默认值。
■ 第七个参数，D3DPOOL类型的Pool，指定了纹理对象停驻的内存的类别，在D3DPOOL枚举体中取值，不过我们经常是在这个枚举体其中的两个成员D3DPOOL_DEFAULT和D3DPOOL_MANAGED之间取一个。
■ 第八个参数，LPDIRECT3DTEXTURE9类型的*ppTexture，指针的指针，也就是指向IDirect3DTexture9接口的地址，显然我们调用D3DXCreateTexture，就是把最终创建的纹理交给这个参数保管了，后面如果要使用我们创建的这个纹理的话，通过这个参数就可以了。
但更多情况下我们是从文件中读取纹理图形的，我们可以任意读取我们喜欢的图片文件到Direct3D中，这就用到
好了，美图看完了，继续来学习吧。另外提一点，《仙剑奇侠传五前传》就是用我们目前正在学习的DirectX 9.0c配合RenderWare游戏引擎来进行研发的，所以为了振兴国产游戏，大家共同努力学习吧~
4.纹理映射使用四步曲之四，纹理的启用
加载完纹理后，就可以调用IDirect3DDevice9接口的SetTexture方法，设置我们当前需要启用的纹理。我们可以在MSDN中查到SetTexture方法有如下原型：
大家可以发现，这是《仙剑奇侠传五前传》中可控角色之一凌波的2D头像，浅墨非常喜欢这个痴情的角色的。
好了，废话不多说，我们贴出源代码：
文章最后，依旧是放出本篇文章配套源代码的下载：
本节笔记配套源代码请点击这里下载：
【浅墨DirectX提高班】配套源代码之九下载
其中图标素材依旧是上面用到的仙五前传中的凌波
以上就是本节笔记的全部内容，更多精彩内容，且听下回分解。
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文章最后，依然是【每文一语】栏目，今天的句子是：
我们会觉得焦虑，无非是因为现在的我们，跟想象中的自己，很有距离。打败焦虑的最好方法，就是去做那些让你焦虑的事情。不要问，不要等，不要犹豫，不要回头，既然你认准了这条路，就不要去打听要走多久。电脑屏幕前的各位朋友，早安~
下周一，让我们离游戏开发的梦想更近一步。
下周一，游戏开发笔记，我们，不见不散。
