XCEngine/MVS/HelloEarth

HelloEarth

基础 DirectX 12 渲染示例项目，展示如何搭建基本的渲染管线。

简介

HelloEarth 是 XCEngine 项目的入门级示例，通过渲染一个带纹理的球体，帮助理解 DirectX 12 的核心概念和渲染流程。

技术栈

• 渲染 API: DirectX 12
• 语言: C++17
• 构建系统: CMake
• 依赖库: DirectX 12 SDK, stb_image

项目结构

HelloEarth/
├── main.cpp                     # 程序入口
├── BattleFireDirect.cpp/h      # DirectX 12 核心渲染实现
├── StaticMeshComponent.cpp/h    # 静态网格组件
├── Utils.cpp/h                  # 工具函数
├── stbi/                        # 图像加载库
│   ├── stb_image.h
│   └── stb_image.cpp
└── Res/                         # 资源文件
    ├── Shader/
    │   ├── gs.hlsl              # 几何着色器
    │   └── ndctriangle.hlsl     # 三角形着色器
    ├── Model/
    │   └── Sphere.lhsm          # 球体模型
    └── Image/
        └── earth_d.jpg          # 地球纹理

构建方法

前置要求

• Windows 10/11
• Visual Studio 2019 或更高版本
• CMake 3.15+

构建步骤

# 创建并进入构建目录
mkdir build && cd build

# 配置项目
cmake ..

# 编译
cmake --build . --config Release

运行

编译完成后运行 HelloEarth.exe（如果生成了可执行文件）

功能特性

渲染管线

• DirectX 12 渲染环境初始化
• 命令队列和命令列表管理
• 资源转换和同步

着色器

• 顶点着色器（VS）
• 几何着色器（GS）
• 像素着色器（PS）

资源管理

• 静态网格加载和渲染
• 纹理加载（支持 JPG/PNG）
• 常量缓冲区管理
• 着色器资源视图（SRV）

数学运算

• 投影矩阵（Perspective Projection）
• 视图矩阵（View Matrix）
• 模型矩阵（Model Matrix）
• 法线矩阵计算

核心概念

渲染流程

1. 初始化 D3D12 设备和命令队列
2. 创建命令分配器和命令列表
3. 加载着色器（编译 HLSL）
4. 创建根签名和 PSO 管道状态
5. 加载网格模型和纹理
6. 创建常量缓冲区并更新数据
7. 渲染循环：
   • 重置命令分配器和列表
   • 设置渲染目标
   • 设置根签名和 PSO
   • 设置描述符堆
   • 绑定常量缓冲和纹理
   • 提交绘制命令
   • 呈现交换链

关键接口

• InitD3D12 - 初始化 DirectX 12
• CreateShaderFromFile - 从文件加载着色器
• CreatePSO - 创建管道状态对象
• StaticMeshComponent::Render - 渲染网格

资源说明

• 模型文件格式：.lhsm（自定义格式）
• 纹理支持：PNG、JPG
• 着色器：HLSL（Shader Model 5.1）