从0开始学Direct X12

回忆了一下自己学计算机的动机，果然还是想做游戏。写引擎看起来也够有挑战性够有意思。

游戏引擎离不开图形学API，现有的api我都没什么了解。

于是决定今天起开始系统学习。用作笔记，如果学习轨迹能帮助后来者，也是好的。

为什么要学习DirectX 12？

DirectX12, OpenGL, Vulkan, Metal, WebGL都是现在常用的low level图形API (Low level Graphics APIs)

其中OpenGL历史较久，API较旧，与现代GPU架构提供的接口有差距，比如它使用了一个全局的状态机（single global state machine）来表示状态。DirectX 12相比OpenGL更接近现代GPU架构。而且DirectX12、Vulkan和Metal。不过目前的Android机器大部分只兼容OpenGL ES，iOS则是Metal为主

Vulkan 目前来看，细节复杂，对于我这种初学者来说学习难度可能很大，暂且搁置。

加上DX12我能找到较多的资料，加上手上的计算平台也是windows的，所以最后就选择 DX12 作为上手了。

从理性来看，图形API该学都是要学的，

入门学习计划

计划先过一遍https://github.com/microsoft/DirectX-Graphics-Samples 下的sample作为实践。

结合Frank Luna 的 Introduction to 3D Game Programming with DirectX 12 作为教材

学习进度

书前三章概括：

线性代数复习+DirectX接口科普

一些备忘：

• XMVECTOR 是DirectX12提供的vector类型，由4个float组成，本质是__m128类型。

• XM_CALLCONV 是DirectX用来帮助指定编译器用什么function call convention的修饰符（例如__fastcall和__vectorcall)。__fastcall在调用函数传参时，32位windows会在pass __m128时，把前三个__m128类型的参数给直接传给SSE/SSE2的寄存器，剩下的参数压倒栈里，64位会直接都压进栈。而__vectorcall会把前6个__m128参数直接传给SSE/SSE2寄存器。传参给寄存器显然比直接压栈快。

  • 来源：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/dxmath/pg-xnamath-internals
  • 注意XMVECTOR作为参数时，为了性能，需要让参数类型按照一定顺序排列：
    • FXMVECTOR 前三个参数类型
    • GXMVECTOR 第四个
    • HXMVECTOR 第五个第六个
    • CXMVECTOR 之后更多
    • 为什么是这样安排，暂时不了解，以后再来探索吧

• 叉积（cross product）的结果一般是右手系（right hand rule）的，就是如果你想计算$a\times b$，那么拿出右手食指对准a的方向，中指对准b的方向，结果会指向大拇指。（我自己老是忘是左手还是右手，2d是顺时针还是逆时针）

• 

• 3d向量加一个维度变成齐次坐标，相关的矩阵变换（例如scale，translate，project）要会推导。

• 值得注意的是DirectX使用row vector 来做矩阵乘法，这个似乎和OpenGL是反着的，所以如果按照column vector来写变换矩阵的话，得到的会是目标matrix的转置：

$$\left[\begin{array}{llll} x^{\prime} & y^{\prime} & z^{\prime} & w^{\prime} \end{array}\right]=\left[\begin{array}{llll} x & y & z & w \end{array}\right]\left[\begin{array}{llll} m 11 & m 12 & m 13 & m 14 \\ m 21 & m 22 & m 23 & m 24 \\ m 31 & m 32 & m 33 & m 34 \\ m 41 & m 42 & m 43 & m 44 \end{array}\right]$$

书第四章：

未完待续。。。

暂时鸽掉