一個用於 DirectX 編程的現代 C++ 庫

我寫過很多 DirectX 代碼，也寫過很多關於 DirectX 的文章。我甚至還編寫過關於 DirectX 的線上培訓課程。它其實並不像某些開發人員所說的那麼難以理解。學習曲線一定會有，但一旦您過了這道坎，就不難理解 DirectX 的工作方式及其為何要如此工作的原因了。不過我也承認，DirectX 系列 API 的易用性應該更高些。

幾天前，我決定著手修補一下這個缺陷。我熬了一整夜，編寫了一個小標頭檔。隨後幾晚，我又將程式碼擴充到了近 5,000 行。我的目標是提供一些可藉助 Direct2D 更方便地構建應用程式的東西，並向如今盛行的所有“C++ 很難”或“DirectX 很難”之類的論斷髮起挑戰。我並沒打算再開發一個笨重的 DirectX 封裝。實際上，我決定藉助 C++11 製作一套更簡便的 DirectX API，同時不在核心 DirectX API 之上產生任何空間和時間開銷。您可以在下面的網址找到我開發的這個庫：dx.codeplex.com。

這個庫本身只包含一個名為 dx.h 的標頭檔，CodePlex 上的其餘源檔案提供了有關該標頭檔使用方法的樣本。

在本專欄文章中，我將向您展示如何利用這個庫更方便地執行各種與 DirectX 相關的常見活動。此外，我還將介紹這個庫的設計方法，以便您瞭解 C++11 如何協助提高傳統 COM API 的易用性，而不必求助於 Microsoft .NET Framework 等會對效能產生很大影響的封裝。

顯然，我們的重點是 Direct2D。要藉助 DirectX 開發類別最為廣泛的應用程式和遊戲，Direct2D 仍是最簡單也最有效方式。許多開發人員似乎加入到了兩個對立的陣營中。他們中有 DirectX 鐵杆開發人員：他們不斷學習各種版本的 DirectX API。他們在 DirectX 多年來的發展中曆經磨練，並且樂於成為這一進入門檻極高的“貴賓俱樂部”的一員（很少有開發人員能加入該俱樂部）。而在另一陣營的開發人員聽到了 DirectX 很難的訊息，不想跟 DirectX 扯上一丁點關係。不用說，他們往往會拒絕使用 C++。

我不屬於任一陣營。我相信 C++ 和 DirectX 不必如此困難。在上月的專欄文章 (msdn.microsoft.com/magazine/dn198239) 中，我介紹了 Direct2D 1.1 和作為先決條件的 Direct3D 和 DirectX Graphic Infrastructure (DXGI) 代碼，以建立一個裝置並管理交換鏈結。該代碼利用 D3D11CreateDevice 函數建立 Direct3D 裝置，適用於 GPU 或 CPU 呈現，長度約 35 行。不過，在我提供的小標頭檔的協助下，可將其精簡為：

auto device = CreateDevice();

CreateDevice 函數返回一個 Device1 對象。 由於所有 Direct3D 定義都位於 Direct3D 命名空間內，所以也可以這樣寫（更加明確）：

Direct3D::Device1 device = Direct3D::CreateDevice();
Device1 對象不過是對 ID3D11­Device1 COM 介面指標（DirectX 11.1 版本引入的 Direct3D 裝置介面）的封裝。 Device1 類派生自 Device 類，後者是對原 ID3D11Device 介面的封裝。 它代表一個引用，與直接擷取該介面指標本身相比，不會帶來任何額外開銷。 請注意，Device1 及其父類 Device 是常規的 C++ 類，而不是介面。 您可以將它們看作智能指標，但這有些過於簡單化。 當然，它們能夠處理引用計數並提供“->”運算子直接調用您選擇的方法，但在開始使用 dx.h 庫提供的諸多非虛方法時，才是它們真正大放異彩之時。

例如： 通常，您可能需要 Direct3D 裝置的 DXGI 介面來傳遞其他某種方法或函數。 不怕麻煩的話，可以這樣做：

          auto device = Direct3D::CreateDevice();wrl::ComPtr<IDXGIDevice2> dxdevice;HR(device->QueryInterface(dxdevice.GetAddressOf()));

這當然可行，但現在您還必須直接處理 DXGI 裝置介面。另外，您還需要牢記，IDXGIDevice2 介面是 DirectX 11.1 版本的 DXGI 裝置介面。實際上，也可簡單地調用 AsDxgi 方法：

          auto device = Direct3D::CreateDevice();auto dxdevice = device.AsDxgi();

返回的 Device2 對象（此次是在 Dxgi 命名空間中定義的）封裝 IDXGIDevice2 COM 介面指標，提供自己的一組非虛方法。再舉一個例子，您可能需要使用 DirectX“物件模型”訪問 DXGI 工廠：

          auto device   = Direct3D::CreateDevice();auto dxdevice = device.AsDxgi();auto adapter  = dxdevice.GetAdapter();auto factory  = adapter.GetParent();

當然，這是一種常見模式，是 Direct3D Device 類提供 GetDxgiFactory 方法作為捷徑的一種手段：

          auto d3device = Direct3D::CreateDevice();auto dxfactory = d3device.GetDxgiFactory();