Managed DirectX und C# - Einstieg und professioneller Einsatz

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

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Über den Autor

1 Einführung

1.1 Managed DirectX

1.1.1 Installation

1.1.2 Die DirectX-Komponenten

1.2 Kartesische Koordinatensysteme

1.2.1 Linkshändiges kartesisches Koordinatensystem

1.2.2 Rechtshändiges kartesisches Koordinatensystem

1.3 Vektoren

1.3.1 Unterschied: Punkt – Vektor

1.3.2 Vektor-Darstellung

1.3.3 Der Null- Vektor

1.3.4 Die Länge eines Vektors

1.3.5 Einheitsvektoren

1.3.6 Addition und Subtraktion

1.3.7 Skalar-Multiplikation

1.3.8 Skalar-Produkt (Punkt-Produkt)

1.3.9 Kreuz-Produkt (Vektor-Produkt)

1.3.10 Der Vector3-Datentyp

1.4 Matrizen

1.4.1 Diagonal- und Identity-Matrix

1.4.2 Vektoren als Matrix dargestellt

1.4.3 Transposition

1.4.4 Multiplikation mit einem Skalar

1.4.5 Matrix-Multiplikation

1.4.6 Multiplikation von Matrizen und Vektoren

1.5 Vertices und Primitive

1.6 Koordinatentypen

1.6.1 Objekt-Koordinaten

1.6.2 Welt-Koordinaten

1.6.3 Sicht-Koordinaten

Warum verschiedene Koordinaten verwenden?

1.7 Transformationen

1.7.1 Skalierungen

1.7.2 Translationen (Verschiebungen)

1.7.3 Rotationen

1.8 Die Rendering Pipeline

1.8.1 Tesselation

1.8.2 Transformation & Beleuchtung

1.8.3 Clipping, Culling und Rasterization

1.8.4 Multitexturing-Einheit vs. Pixel- Shader

1.8.5 Tiefen- und Alpha- Test

1.8.6 Fog Blending

1.9 Zusammenfassung

2 Direct3D-Grundlagen

2.1 Initialisierung eines Direct3D-Device

2.1.1 Die PresentParameters-Klasse

2.1.2 Die Rahmen- Anwendung

2.2 Die Rolle des Back Buffers

2.3 Der Vertex Buffer

2.3.1 Initialisierung des VertexBuffer-Objekts

2.3.2 Transformierte Vertices

2.3.3 Zugriff auf die Vertex Buffer-Daten

2.3.4 Primitive rendern

2.4 Auf in die dritte Dimension!

2.4.1 Die Render States

2.4.2 Matrizen in der Praxis

2.4.3 Wiederherstellen des Device-Objekts

2.5 Das Flexible Vertex Format (FVF)

2.6 Der Index Buffer

2.6.1 Initialisierung

2.6.2 Indizes definieren

2.6.3 Rendern mit einem Index Buffer

2.6.4 Indexed Primitives in Szene gesetzt

2.6.5 Zeitsynchronisation

2.7 Der Tiefenspeicher (Z-Buffer)

2.7.1 Z-Buffer aktivieren

2.7.2 Z-Buffer „säubern&ldquo

2.8 Ressourcen

2.9 Zeig mir was Du kannst! – Hardware-Fähigkeiten prüfen

2.9.1 Auswahl der Grafikkarte, der Auflösung und des Formats

2.9.2 Anwendungen im Vollbildmodus ausführen

2.10 Zusammenfassung

3 Texturen und Lichtquellen

3.1 Ausgeben von Texten

3.1.1 Font-Objekte initialisieren

3.1.2 Texte rendern

3.1.3 Ein Wort zur Performance

3.2 Texturen

3.2.1 Texturkoordinaten

3.2.2 Texturen laden und anwenden

3.2.3 Kompromisse zwischen Optik und Performance

3.2.4 Texturadressierung

3.2.5 Mipmaps

3.2.6 Pixel-Formate

3.2.7 Texturfilter

3.2.8 Das additive Farbmodell

3.2.9 Texture Blending

3.2.10 Mehrere Texturkoordinaten pro Vertex

3.2.11 Texture Blending mit Alpha- Werten

3.2.12 Alpha Blending

3.2.13 Alpha- Testing

3.2.14 Ein Surface als Renderziel verwenden

3.2.15 Speichern von Surface-Inhalten in einer Datei

3.3 Sprites

3.3.1 Initialisieren und Rendern von Sprites

3.3.2 Rotieren von Sprites

3.3.3 Animierte Sprites

3.3.4 Transparenz

3.4 Materialien

3.4.1 Ambient

3.4.2 Diffuse

3.4.3 Specular

3.4.4 Emissive

3.5 Lichtquellen

3.5.1 Konzept des Beleuchtungsmodells

3.5.2 Lichttypen

3.6 Zusammenfassung

4 Mesh-Objekte

4.1 Mesh-Objekte laden und rendern

4.1.1 Materialen und Texturen des Meshes berücksichtigen

4.1.2 Standardkörper

4.1.3 Dreidimensionale Texte

4.2 Hinter den Kulissen eines Mesh-Objekts

4.3 Fehlende Normalen ergänzen

4.4 Meshes optimieren

4.5 Polygonreduzierung ( Simplification)

4.5.1 Polygonreduzierung mit Simplify()

4.5.2 Die SimplificationMesh-Klasse

4.5.3 Progressive Meshes

4.6 Patch Meshes (Tessellation)

4.7 Frame Hierarchien

4.7.1 Analysierung der Anforderungen

4.7.2 Die CustomAllocateHierarchy-Klasse

4.7.3 Die CustomFrame-Klasse

4.7.4 Die CustomMeshContainer-Klasse

4.7.5 Die HierarchicalMesh-Klasse

4.7.6 Anwendungsbeispiel: Ein drehender Propeller

4.8 Zusammenfassung

5 Der Stencil Buffer

5.1 Initialisierung des Stencil Buffers

5.2 Der Stencil Test

5.2.1 Reference Stencil

5.2.2 Stencil Mask und Stencil Write Mask

5.2.3 Vergleichsoperationen

5.2.4 Aktualisieren des Stencil Buffer-Inhalts

5.2.5 Der Stencil Buffer in Aktion

5.3 Simulation eines Spiegels

5.3.1 Überblick

5.3.2 Back Buffer und Stencil Buffer beschreiben

5.3.3 Berechnung der Reflektionstransformation

5.3.4 Reflektion rendern

5.4 Zusammenfassung

6 Szenen-Elemente

6.1 Terrain Rendering

6.1.1 Heightmaps

6.1.2 Einlesen von Heightmaps

6.1.3 Vertex- und Index-Daten berechnen

6.1.4 Berechnung der Normalen

6.1.5 Die Theorie der Quadtrees

6.1.6 Zwischenbilanz

6.2 Nebel-Effekte

6.2.1 Linearer Nebel

6.2.2 Exponentieller Nebel

6.2.3 Fog Blending aktivieren

6.2.4 Vertex Fog vs. Pixel Fog

6.2.5 Range Fog

6.2.6 Hardwarefähigkeiten prüfen

6.3 Billboards

6.3.1 Voraussetzungen

6.3.2 Rendern des Billboards

6.3.3 Billboard ausrichten

6.4 Sky Box und Sky Sphäre

6.5 Linsenreflektionen (Lens Flares)

6.5.1 Elemente

6.5.2 Theorie

6.5.3 Die LensFlare-Klasse

6.5.4 Die LensFlares-Klasse

6.6 Partikelsysteme

6.6.1 Point Sprites

6.6.2 Vorbereitung

6.6.3 Koordinierung der Partikel (ParticleSystem)

6.6.4 Dynamische Vertex Buffer

6.6.5 Partikelsysteme rendern

6.7 Kamera ab!

6.7.1 Anforderungsanalyse

6.7.2 Kameraverschiebungen

6.7.3 Kameradrehungen

6.7.4 Berechnung der View Matrix

6.7.5 Viewing Frustrum Culling

6.7.6 Die Rolle der Bounding Box

6.8 Zusammenfassung

7 Shader-Programmierung

7.1 Grundlagen

7.1.1 Vertex Shader

7.1.2 Pixel Shader

7.2 High Level Shader Language (HLSL)

7.2.1 Skalare Datentypen

7.2.2 Vektor- Typen

7.2.3 Matrizen

7.2.4 Typkonvertierung

7.2.5 Modifizierer

7.2.6 Strukturen

7.2.7 Funktionen

7.2.8 Programmablaufsteuerung

7.2.9 Mathematische Funktionen

7.3 Der erste Vertex Shader

7.3.1 Der Shader

7.3.2 Techniques und Passes

7.3.3 Vertex Declaration

7.3.4 Die Effect-Klasse

7.3.5 Shader einsetzen

7.3.6 Meshes mit Shadern rendern

7.4 Der erste Pixel Shader

7.4.1 Der Shader

7.4.2 Sampler und Sampler States

7.5 Per-Pixel Directional Lighting

7.5.1 Lichtberechnungen

7.5.2 Der Vertex Shader

7.5.3 Der Pixel Shader

7.6 Directional Lighting mit spekulären Lichtanteil

7.6.1 Lichtberechnungen

7.6.2 Der Vertex Shader

7.6.3 Der Pixel Shader

7.6.4 Technique

7.7 Per-Pixel Point Light

7.7.1 Lichtberechnungen

7.7.2 Der Vertex Shader

7.7.3 Der Pixel Shader

7.8 Versions-Chaos

7.9 Hardwarefähigkeiten prüfen

7.10 Zusammenfassung

8 DirectInput

8.1 Devices auflisten

8.2 Cooperative Level

8.3 Ansprechen der Tastatur

8.3.1 Device initialisieren

8.3.2 Gedrückte Tasten ermitteln

8.3.3 Die KeyboardInput-Klasse

8.3.4 Keyboard State

8.4 Ansprechen der Maus

8.5 Zusammenfassung

9 DirectSound

9.1 Die Grundlagen

9.1.1 Devices auflisten

9.1.2 Initialisierung des Device-Objekts

9.2 WAV-Dateien abspielen

9.2.1 Secondary Buffer anlegen und abspielen

9.2.2 Lautstärke, Balance & Co.

9.3 Effekte

9.3.1 Vordefinierte Effekte

9.3.2 Effekte manipulieren

9.4 Dreidimensionale Akustik

9.4.1 Einen 3D-Buffer erstellen

9.4.2 Positionierung, Ausrichtung und Geschwindigkeit

9.4.3 Entfernungen

9.4.4 Den Zuhörer simulieren

9.4.5 Doppler- und Rolloff-Effekt

9.4.6 Ändern der Einheit

9.5 Zusammenfassung

Stichwortverzeichnis