Bagikan melalui

Viewports dan Clipping (Direct3D 9)

Secara konseptual, viewport adalah persegi panjang dua dimensi (2D) tempat adegan 3D diproyeksikan. Di Direct3D, persegi panjang ada sebagai koordinat dalam permukaan Direct3D yang digunakan sistem sebagai target penyajian. Transformasi proyeksi mengonversi simpul menjadi sistem koordinat yang digunakan untuk jendela tampilan. Viewport juga digunakan untuk menentukan rentang nilai kedalaman pada permukaan target render tempat adegan akan dirender (biasanya 0,0 hingga 1,0).

Frustum Penayangan

Frustum tampilan adalah ruang volume 3D dalam adegan yang diposisikan relatif terhadap kamera viewport. Bentuk volume memengaruhi bagaimana model diproyeksikan dari ruang kamera ke layar. Jenis proyeksi yang paling umum, proyeksi perspektif, bertanggung jawab untuk membuat objek di dekat kamera tampak lebih besar daripada objek di kejauhan. Untuk tampilan perspektif, frustum pandangan dapat divisualisasikan sebagai piramida, dengan kamera yang diposisikan di ujungnya seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi berikut. Piramida ini dipotong oleh bidang pemotongan depan dan belakang. Volume dalam piramida antara bidang kliping depan dan belakang adalah frustum pandangan. Objek hanya terlihat ketika berada dalam volume ini.

ilustrasi frustum tampilan dengan bidang kliping depan dan belakang

Jika Anda membayangkan bahwa Anda sedang berdiri di ruangan gelap dan melihat melalui jendela persegi, Anda sedang memvisualisasikan sebuah kerucut penglihatan. Dalam analogi ini, bidang kliping dekat adalah jendela, dan bidang kliping belakang adalah apa pun yang akhirnya membatasi pandangan Anda - pencakar langit di seberang jalan, pegunungan di kejauhan, atau tidak ada sama sekali. Anda dapat melihat semua yang ada di dalam piramida terpotong yang dimulai dari jendela dan diakhiri dengan apa pun yang menghalangi pandangan Anda, dan Anda tidak dapat melihat hal lain.

Frustum pandang didefinisikan oleh fov (bidang pandang) dan oleh jarak bidang kliping depan dan belakang, yang ditentukan pada sumbu z, seperti yang ditunjukkan dalam diagram berikut.

diagram melihat frustum

Dalam diagram ini, variabel D adalah jarak dari kamera ke asal ruang yang ditentukan di bagian terakhir dari alur geometri - transformasi tampilan. Ini adalah ruang di mana Anda mengatur batas frustum tampilan Anda. Untuk informasi tentang bagaimana variabel D ini digunakan untuk membangun matriks proyeksi, lihat Projection Transform (Direct3D 9)

Persegi Panjang Viewport

Anda menentukan persegi panjang viewport di C++ dengan menggunakan struktur D3DVIEWPORT9. Struktur D3DVIEWPORT9 digunakan dengan metode manipulasi viewport berikut yang diekspos oleh antarmuka IDirect3DDevice9.

Struktur D3DVIEWPORT9 berisi empat anggota - X, Y, Lebar, Tinggi - yang menentukan area permukaan target render tempat adegan akan dirender. Nilai-nilai ini sesuai dengan persegi panjang tujuan, atau persegi panjang viewport, seperti yang ditunjukkan dalam diagram berikut.

diagram persegi panjang viewport

Nilai yang Anda tentukan untuk anggota X, Y, Lebar, Tinggi adalah koordinat layar relatif terhadap sudut kiri atas permukaan target render. Struktur mendefinisikan dua anggota tambahan (MinZ dan MaxZ) yang menunjukkan rentang kedalaman tempat adegan akan dirender.

Direct3D mengasumsikan bahwa volume kliping viewport berkisar dari -1,0 hingga 1,0 di X, dan dari 1,0 hingga -1,0 di Y. Ini adalah pengaturan yang paling sering digunakan oleh aplikasi di masa lalu. Anda dapat menyesuaikan rasio aspek viewport sebelum mengklip menggunakan transformasi proyeksi .

Nota

MinZ dan MaxZ menunjukkan rentang kedalaman tempat adegan akan dirender dan tidak digunakan untuk kliping. Sebagian besar aplikasi akan mengatur elemen ini ke 0.0 dan 1.0 agar sistem dapat merender seluruh rentang nilai kedalaman dalam buffer kedalaman. Dalam beberapa kasus, Anda dapat mencapai efek khusus dengan menggunakan rentang kedalaman lainnya. Misalnya, untuk merender tampilan heads-up dalam game, Anda dapat mengatur kedua nilai ke 0,0 untuk memaksa sistem merender objek dalam adegan di latar depan, atau Anda dapat mengatur keduanya ke 1,0 untuk merender objek yang harus selalu ada di latar belakang.

 

Dimensi yang digunakan dalam anggota X, Y, Lebar, Tinggi dari struktur D3DVIEWPORT9 untuk viewport menentukan lokasi dan dimensi viewport pada permukaan target render. Nilai-nilai ini berada dalam koordinat layar, relatif terhadap sudut kiri atas permukaan.

Direct3D menggunakan lokasi dan dimensi viewport untuk menskalakan verteks agar dapat menyesuaikan adegan yang dirender agar sesuai dengan lokasi yang tepat pada permukaan target. Secara internal, Direct3D menyisipkan nilai-nilai ini ke dalam matriks berikut yang diterapkan ke setiap puncak.

persamaan matriks yang diterapkan ke setiap vertex

Matriks ini menskalakan simpul sesuai dengan dimensi viewport dan rentang kedalaman yang diinginkan dan menerjemahkannya ke lokasi yang sesuai pada permukaan target render. Matriks juga membalik koordinat y untuk mencerminkan asal layar di sudut kiri atas dengan y meningkat ke bawah. Setelah matriks ini diterapkan, simpul masih homogen - artinya, mereka masih ada sebagai simpul [x,y,z,w]- dan harus dikonversi ke koordinat non-homogen sebelum dikirim ke rasterizer.

Nota

Matriks penskalaan viewport menggabungkan anggota MinZ dan MaxZ dari struktur D3DVIEWPORT9 untuk menskalakan simpul agar sesuai dengan rentang kedalaman [MinZ, MaxZ]. Ini mewakili semantik yang berbeda dari rilis DirectX sebelumnya, di mana anggota ini digunakan untuk kliping.

 

Nota

Aplikasi biasanya mengatur MinZ dan MaxZ masing-masing ke 0.0 dan 1.0 untuk menyebabkan sistem merender ke seluruh rentang kedalaman. Namun, Anda dapat menggunakan nilai lain untuk mencapai pengaruh tertentu. Misalnya, Anda dapat mengatur kedua nilai ke 0,0 untuk memaksa semua objek ke latar depan, atau mengatur keduanya ke 1,0 untuk merender semua objek ke latar belakang.

 

Penghapusan Viewport

Menghapus viewport mengatur ulang konten persegi panjang viewport pada permukaan target render. Ini juga dapat membersihkan persegi panjang di permukaan buffer kedalaman dan stensil.

Gunakan IDirect3DDevice9::Clear untuk menghapus viewport. Metode ini menerima satu atau beberapa persegi panjang yang menentukan area pada permukaan yang dibersihkan. Mengatur parameter Hitung ke 1, dan parameter pRects ke alamat persegi panjang tunggal yang mencakup seluruh area viewport akan menghapus seluruh viewport. Cara lain untuk menghapus seluruh viewport adalah dengan mengatur parameter pRects ke NULL dan parameter Hitung ke 0.

IDirect3DDevice9::Clear dapat digunakan untuk membersihkan bit stensil dalam buffer kedalaman. Cukup atur parameter Flags untuk menentukan cara IDirect3DDevice9::Clear bekerja dengan target render dan buffer kedalaman atau stensil terkait. Penanda D3DCLEAR_TARGET akan menghapus viewport menggunakan warna RGBA sesuai keinginan Anda yang Anda berikan dalam argumen warna (ini bukan warna material). Bendera D3DCLEAR_ZBUFFER akan menghapus buffer kedalaman ke kedalaman arbitrer yang Anda tentukan di Z: 0,0 adalah jarak terdekat, dan 1,0 adalah yang terjauh. Bendera D3DCLEAR_STENCIL akan mengatur ulang bit stensil ke nilai yang Anda berikan dalam argumen Stensil. Anda dapat menggunakan bilangan bulat yang berkisar antara 0 hingga 2n-1, di mana n adalah kedalaman bit buffer stensil.

Dalam beberapa situasi, Anda mungkin hanya merender sebagian kecil dari target render dan permukaan buffer kedalaman. Metode yang jelas juga memungkinkan Anda untuk menghapus beberapa area permukaan Anda dalam satu panggilan. Lakukan ini dengan mengatur parameter Hitung ke jumlah persegi panjang yang ingin Anda kosongkan, dan tentukan alamat persegi panjang pertama dalam array persegi panjang dalam parameter pRects.

Menyiapkan Viewport untuk Kliping

Hasil matriks proyeksi menentukan volume kliping dalam ruang proyeksi sebagai:

-wc<= xc<= wc

-wc<= yc<= wc

0 <= zc<= wc

Di mana: x, y, z, dan w mewakili koordinat puncak setelah transformasi proyeksi diterapkan. Setiap simpul yang memiliki komponen x, y, atau z yang berada di luar rentang ini akan diklip, jika kliping diaktifkan (perilaku bawaan).

Kecuali untuk buffer vertex, aplikasi mengaktifkan atau menonaktifkan kliping melalui status render D3DRS_CLIPPING. Informasi kliping untuk penyangga vertex dihasilkan selama pemrosesan. Untuk informasi selengkapnya, lihat Fixed Function Vertex Processing (Direct3D 9) dan Programmable Vertex Processing (Direct3D 9).

Direct3D tidak memotong verteks yang telah diubah dari primitif dalam buffer verteks kecuali berasal dari IDirect3DDevice9::ProcessVertices. Jika Anda melakukan transformasi sendiri dan memerlukan Direct3D untuk melakukan kliping, Anda sebaiknya tidak menggunakan vertex buffer. Dalam hal ini, aplikasi melintasi data untuk mengubahnya. Direct3D memproses data untuk kedua kalinya untuk memotongnya, lalu driver merender data, yang tidak efisien. Jadi, jika aplikasi mengubah data, itu juga harus memotong data.

Ketika perangkat menerima simpul yang telah mengalami pra-transformasi dan pencahayaan (simpul T&L) yang perlu diklip, untuk melakukan operasi kliping, simpul tersebut diubah kembali ke ruang kliping menggunakan w homogen timbal balik (RHW) dari vertex dan informasi viewport. Kemudian dilakukan proses kliping. Tidak semua perangkat mampu melakukan transformasi balik ini untuk mengklip simpul T&L.

Kemampuan perangkat D3DPMISCCAPS_CLIPTLVERTS menunjukkan apakah perangkat mampu mengklip simpul T&L. Jika kemampuan ini tidak diatur, aplikasi bertanggung jawab untuk mengklip simpul T&L yang ingin dikirim ke perangkat untuk dirender. Perangkat selalu mampu mengklip simpul T&L dalam mode pemrosesan verteks perangkat lunak (terlepas dari apakah perangkat dibuat dalam mode pemrosesan verteks perangkat lunak, atau beralih ke mode pemrosesan verteks perangkat lunak).

Satu-satunya persyaratan untuk mengonfigurasi parameter viewport untuk perangkat rendering adalah mengatur volume kliping viewport. Untuk melakukan ini, Anda menginisialisasi dan mengatur nilai kliping untuk volume kliping dan untuk permukaan target render. Viewports biasanya disiapkan untuk dirender pada area penuh permukaan target render, tetapi ini bukan persyaratan.

Anda dapat menggunakan pengaturan berikut untuk anggota struktur D3DVIEWPORT9 untuk mencapainya di C++.

D3DVIEWPORT9 viewData = { 0, 0, width, height, 0.0f, 1.0f };

Setelah mengatur nilai dalam struktur D3DVIEWPORT9, terapkan parameter viewport ke perangkat dengan memanggil metode IDirect3DDevice9::SetViewport. Contoh kode berikut menunjukkan seperti apa panggilan ini.

HRESULT hr;

hr = pd3dDevice->SetViewport(&viewData);
if(FAILED(hr))
    return hr;

Jika panggilan berhasil, parameter viewport diatur dan akan berlaku saat berikutnya metode penyajian dipanggil. Untuk membuat perubahan pada parameter viewport, cukup perbarui nilai dalam struktur D3DVIEWPORT9 dan panggil IDirect3DDevice9::SetViewport lagi.

Nota

Anggota struktur D3DVIEWPORT9 MinZ dan MaxZ menunjukkan rentang kedalaman tempat adegan akan dirender dan tidak digunakan untuk kliping. Sebagian besar aplikasi mengatur anggota ini ke 0.0 dan 1.0 untuk memungkinkan sistem merender ke seluruh rentang nilai kedalaman di buffer kedalaman. Dalam beberapa kasus, Anda dapat mencapai efek khusus dengan menggunakan rentang kedalaman lainnya. Misalnya, untuk merender tampilan heads-up dalam game, Anda dapat mengatur kedua nilai ke 0,0 untuk memaksa sistem merender objek dalam adegan di latar depan, atau Anda dapat mengatur keduanya ke 1,0 untuk merender objek yang harus selalu ada di latar belakang.

 

Panduan Memulai