前言

写教程到现在，我发现有关纹理资源的一些解说和应用都写的太过分散，导致连我自己找起来都不方便。现在决定把这部分的内容整合起来，尽可能做到一篇搞定所有2D纹理相关的内容，其中包括：

1. 纹理映射的基础回顾
2. DirectXTex库中的DDSTextureLoader、WICTextureLoader和ScreenGrab
3. 2D纹理的一般创建方法
4. 2D纹理数组的一般创建方法
5. 2D纹理立方体的一般创建方法
6. 纹理子资源
7. 纹理资源的完整复制
8. 纹理子资源指定区域的复制
9. 纹理从GPU映射回CPU进行读写
10. 使用内存初始化纹理

欢迎加入QQ群: 727623616 可以一起探讨DX11，以及有什么问题也可以在这里汇报。

纹理映射的基础回顾

由于内容重复，这里只给出跳转链接：

DDSTextureLoader和WICTextureLoader库

DDS位图和WIC位图

DDS是一种图片格式，是DirectDraw Surface的缩写，它是DirectX纹理压缩（DirectX Texture Compression，简称DXTC）的产物。由NVIDIA公司开发。大部分3D游戏引擎都可以使用DDS格式的图片用作贴图，也可以制作法线贴图。其中dds格式支持1D纹理、2D纹理、2D纹理数组、2D纹理立方体、3D纹理，支持mipmaps，而且你还可以进行纹理压缩。

WIC（Windows Imaging Component）是一个可以扩展的平台，为数字图像提供底层API，它可以支持bmp、dng、ico、jpeg、png、tiff等格式的位图的编码与解码。

如何添加进你的项目

在中打开DDSTextureLoader文件夹和WICTextureLoader文件夹，分别找到对应的头文件和源文件(不带12的)，并加入到你的项目中

DDSTextureLoader

CreateDDSTextureFromFile函数--从文件读取DDS纹理

HRESULT CreateDDSTextureFromFile(    ID3D11Device* d3dDevice,                // [In]D3D设备    const wchar_t* szFileName,              // [In]dds图片文件名    ID3D11Resource** texture,               // [Out]输出一个指向资源接口类的指针，也可以填nullptr    ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]输出一个指向着色器资源视图的指针，也可以填nullptr    size_t maxsize = 0,                     // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制    DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr);   // [In]忽略    HRESULT CreateDDSTextureFromFile(    ID3D11Device* d3dDevice,                // [In]D3D设备    ID3D11DeviceContext* d3dContext,        // [In]D3D设备上下文    const wchar_t* szFileName,              // [In]dds图片文件名    ID3D11Resource** texture,               // [Out]输出一个指向资源接口类的指针，也可以填nullptr    ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]输出一个指向着色器资源视图的指针，也可以填nullptr    size_t maxsize = 0,                     // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制    DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr);   // [In]忽略

第二个重载版本用于为DDS位图生成mipmaps，但大多数情况下你能载入的DDS位图本身都自带mipmaps了，与其运行时生成，不如提前为它制作mipmaps。

CreateDDSTextureFromFileEx函数--从文件读取DDS纹理的增强版

上面两个函数都使用了这个函数，而且如果你想要更强的扩展性，就可以了解一下：

HRESULT CreateDDSTextureFromFileEx(    ID3D11Device* d3dDevice,                // [In]D3D设备    const wchar_t* szFileName,              // [In].dds文件名    size_t maxsize,                         // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制    D3D11_USAGE usage,                      // [In]使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限    unsigned int bindFlags,                 // [In]使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型    unsigned int cpuAccessFlags,            // [In]D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举值    unsigned int miscFlags,                 // [In]D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举值    bool forceSRGB,                         // [In]强制使用SRGB，默认false    ID3D11Resource** texture,               // [Out]获取创建好的纹理(可选)    ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)    DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr);   // [Out]忽略(可选)    HRESULT CreateDDSTextureFromFileEx(    ID3D11Device* d3dDevice,                // [In]D3D设备    ID3D11DeviceContext* d3dContext,        // [In]D3D设备上下文    const wchar_t* szFileName,              // [In].dds文件名    size_t maxsize,                         // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制    D3D11_USAGE usage,                      // [In]使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限    unsigned int bindFlags,                 // [In]使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型    unsigned int cpuAccessFlags,            // [In]D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举值    unsigned int miscFlags,                 // [In]D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举值    bool forceSRGB,                         // [In]强制使用SRGB，默认false    ID3D11Resource** texture,               // [Out]获取创建好的纹理(可选)    ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)    DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr);   // [Out]忽略(可选)

CreateDDSTextureFromMemory函数--从内存创建DDS纹理

这里我只介绍简易版本的，因为跟上面提到的函数差别只是读取来源不一样，其余参数我就不再赘述：

HRESULT CreateDDSTextureFromMemory(    ID3D11Device* d3dDevice,                // [In]D3D设备    const uint8_t* ddsData,                 // [In]原dds文件读取到的完整二进制流    size_t ddsDataSize,                     // [In]原dds文件的大小    ID3D11Resource** texture,               // [Out]获取创建好的纹理(可选)    ID3D11ShaderResourceView** textureView, // [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)    size_t maxsize = 0,                     // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制    DDS_ALPHA_MODE* alphaMode = nullptr);   // [Out]忽略(可选)

如果你需要生成mipmaps，就使用带D3D设备上下文的重载版本。

WICTextureLoader

CreateWICTextureFromFileEx

由于用法上和DDSTextureLoader大同小异，我这里也只提CreateWICTextureFromFileEx函数：

HRESULT CreateWICTextureFromFileEx(    ID3D11Device* d3dDevice,                // [In]D3D设备    const wchar_t* szFileName,              // [In]位图文件名    size_t maxsize,                         // [In]限制纹理最大宽高，若超过则内部会缩放，默认0不限制    D3D11_USAGE usage,                      // [In]使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限    unsigned int bindFlags,                 // [In]使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型    unsigned int cpuAccessFlags,            // [In]D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举值    unsigned int miscFlags,                 // [In]D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举值    unsigned int loadFlags,                 // [In]默认WIC_LOADER_DEAULT    ID3D11Resource** texture,               // [Out]获取创建好的纹理(可选)    ID3D11ShaderResourceView** textureView);// [Out]获取创建好的纹理资源视图(可选)

ScreenGrab库

ScreenGrab既可以用于屏幕截屏输出，也可以将你在程序中制作好的纹理输出到文件。

在中找到ScreenGrab文件夹，将ScreenGrab.h和ScreenGrab.cpp加入到你的项目中即可使用。

但为了能保存WIC类别的位图，还需要包含头文件wincodec.h以使用里面一些关于WIC控件的GUID。ScreenGrab的函数位于名称空间DirectX内。

SaveDDSTextureToFile函数--以.dds格式保存纹理

HRESULT SaveDDSTextureToFile(    ID3D11DeviceContext* pContext,  // [In]设备上下文    ID3D11Resource* pSource,        // [In]必须为包含ID3D11Texture2D接口类的指针    const wchar_t* fileName );      // [In]输出文件名

理论上它可以保存纹理、纹理数组、纹理立方体。

SaveWICTextureToFile函数--以指定WIC型别的格式保存纹理

HRESULT SaveWICTextureToFile(    ID3D11DeviceContext* pContext,  // [In]设备上下文    ID3D11Resource* pSource,        // [In]必须为包含ID3D11Texture2D接口类的指针    REFGUID guidContainerFormat,    // [In]需要转换的图片格式对应的GUID引用    const wchar_t* fileName,        // [In]输出文件名    const GUID* targetFormat = nullptr,     // [In]忽略    std::function
    
      setCustomProps = nullptr ); // [In]忽略
    

下表给出了常用的GUID：

GUID	文件格式
GUID_ContainerFormatPng	png
GUID_ContainerFormatJpeg	jpg
GUID_ContainerFormatBmp	bmp
GUID_ContainerFormatTiff	tif

这里演示了如何保存后备缓冲区纹理到文件：

ComPtr
    
      backBuffer;// 输出截屏mSwapChain->GetBuffer(0, __uuidof(ID3D11Texture2D), reinterpret_cast
     
      (backBuffer.GetAddressOf()));HR(SaveDDSTextureToFile(md3dImmediateContext.Get(), backBuffer.Get(), L"Screenshot\\output.dds"));HR(SaveWICTextureToFile(md3dImmediateContext.Get(), backBuffer.Get(), GUID_ContainerFormatPng, L"Screenshot\\output.png"));
     
    

如果输出的dds文件打开后发现图像质量貌似有问题，你可以检验输出纹理的alpha值(关闭Alpha通道查看位图通常可以恢复正常)，也可以尝试用DDSView程序来打开文件观看(图像本身可能没有问题但程序不能完美预览高版本产生的dds文件)。

2D纹理

Direct3D 11允许我们创建1D纹理、2D纹理、3D纹理，分别对应的接口为ID3D11Texture1D, ID3D11Texture2D和ID3D11Texture3D。创建出来的对象理论上不仅在内存中占用了它的实现类所需空间，还在显存中占用了一定空间以存放纹理的实际数据。

由于实际上我们最常用到的就是2D纹理，因此这里不会讨论1D纹理和3D纹理的内容。

首先让我们看看D3D11对一个2D纹理的描述：

typedef struct D3D11_TEXTURE2D_DESC{    UINT Width;                     // 纹理宽度    UINT Height;                    // 纹理高度    UINT MipLevels;                 // 允许的Mip等级数    UINT ArraySize;                 // 可以用于创建纹理数组，这里指定纹理的数目，单个纹理使用1    DXGI_FORMAT Format;             // DXGI支持的数据格式，默认DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM    DXGI_SAMPLE_DESC SampleDesc;    // MSAA描述    D3D11_USAGE Usage;              // 使用D3D11_USAGE枚举值指定数据的CPU/GPU访问权限    UINT BindFlags;                 // 使用D3D11_BIND_FLAG枚举来决定该数据的使用类型    UINT CPUAccessFlags;            // 使用D3D11_CPU_ACCESS_FLAG枚举来决定CPU访问权限    UINT MiscFlags;                 // 使用D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG枚举}   D3D11_TEXTURE2D_DESC;typedef struct DXGI_SAMPLE_DESC{    UINT Count;                     // MSAA采样数    UINT Quality;                   // MSAA质量等级} DXGI_SAMPLE_DESC;

这里特别要讲一下MipLevels：

1. 如果你希望它不产生mipmap，则应当指定为1(只包含最大的位图本身)
2. 如果你希望它能够产生完整的mipmap，可以指定为0，这样你就不需要手工去算这个纹理最大支持的mipmap等级数了，在创建好纹理后，可以再调用ID3D11Texture2D::GetDesc来查看实际的MipLevels值是多少
3. 如果你指定的是其它的值，这里举个例子，该纹理的宽高为400x400，mip等级为3时，该纹理会产生400x400，200x200和100x100的mipmap

对于经常作为着色器资源的纹理，通常是不能对其开启MSAA的，应当把Count设为1，Quality设为0

紧接着是DXGI_FORMAT：

它用于指定纹理存储的数据格式，最常用的就是DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM了。这种格式在内存的排布可以用下面的结构体表示：

struct {    uint8_t r;    uint8_t g;    uint8_t b;    uint8_t a;};

了解这个对我们后期通过内存填充纹理十分重要。

然后是Usage：

D3D11_USAGE	CPU读	CPU写	GPU读	GPU写
D3D11_USAGE_DEFAULT			√	√
D3D11_USAGE_IMMUTABLE			√
D3D11_USAGE_DYNAMIC		√	√
D3D11_USAGE_STAGING	√	√	√	√

如果一个纹理以D3D11_USAGE_DEFAULT的方式创建，那么它可以使用下面的这些方法来更新纹理：

1. ID3D11DeviceContext::UpdateSubresource
2. ID3D11DeviceContext::CopyResource
3. ID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion

通过DDSTextureLoader或WICTextureLoader创建出来的纹理默认都是这种类型

而如果一个纹理以D3D11_USAGE_IMMUTABLE的方式创建，则必须在创建阶段就完成纹理资源的初始化。此后GPU只能读取，也无法对纹理再进行修改

D3D11_USAGE_DYNAMIC创建的纹理通常需要频繁从CPU写入，使用ID3D11DeviceContext::Map方法将显存映射回内存，经过修改后再调用ID3D11DeviceContext::UnMap方法应用更改。而且它对纹理有诸多的要求，直接从下面的ERROR可以看到：

D3D11 ERROR: ID3D11Device::CreateTexture2D: A D3D11_USAGE_DYNAMIC Resource must have ArraySize equal to 1. [ STATE_CREATION ERROR #101: CREATETEXTURE2D_INVALIDDIMENSIONS]

D3D11 ERROR: ID3D11Device::CreateTexture2D: A D3D11_USAGE_DYNAMIC Resource must have MipLevels equal to 1. [ STATE_CREATION ERROR #102: CREATETEXTURE2D_INVALIDMIPLEVELS]

上面说到，纹理只能是单个，不能是数组，且mip等级只能是1，即不能有mipmaps

而D3D11_USAGE_STAGING则完全允许在CPU和GPU之间的数据传输，但它只能作为一个类似中转站的资源，而不能绑定到渲染管线上，即你也不能用该纹理生成mipmaps。比如说有一个D3D11_USAGE_DEFAULT你想要从显存拿到内存，只能通过它以ID3D11DeviceContext::CopyResource或者ID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion方法来复制一份到本纹理，然后再通过ID3D11DeviceContext::Map方法取出到内存。

现在来到BindFlags：

以下是和纹理有关的D3D11_BIND_FLAG枚举成员：

D3D11_BIND_FLAG	描述
D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE	纹理可以作为着色器资源绑定到渲染管线
D3D11_BIND_STREAM_OUTPUT	纹理可以作为流输出阶段的输出点
D3D11_BIND_RENDER_TARGET	纹理可以作为渲染目标的输出点，并且指定它可以用于生成mipmaps
D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL	纹理可以作为深度/模板缓冲区
D3D11_BIND_UNORDERED_ACCESS	纹理可以绑定到无序访问视图作为输出

再看看CPUAccessFlags：

D3D11_CPU_ACCESS_FLAG	描述
D3D11_CPU_ACCESS_WRITE	允许通过映射方式从CPU写入，它不能作为管线的输出，且只能用于D3D11_USAGE_DYNAMIC和D3D11_USAGE_STAGING绑定的资源
D3D11_CPU_ACCESS_READ	允许通过映射方式给CPU读取，它不能作为管线的输出，且只能用于D3D11_USAGE_STAGING绑定的资源

可以用按位或的方式同时指定上述枚举值，如果该flag设为0可以获得更好的资源优化操作。

最后是和纹理相关的MiscFlags：

D3D11_RESOURCE_MISC_FLAG	描述
D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS	允许通过ID3D11DeviceContext::GenerateMips方法生成mipmaps
D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE	允许该纹理作为纹理立方体使用，要求必须是至少包含6个纹理的Texture2DArray

ID3D11Device::CreateTexture2D--创建一个2D纹理

填充好D3D11_TEXTURE2D_DESC后，你才可以用它创建一个2D纹理：

HRESULT ID3D11Device::CreateTexture2D(     const D3D11_TEXTURE2D_DESC *pDesc,          // [In] 2D纹理描述信息    const D3D11_SUBRESOURCE_DATA *pInitialData, // [In] 用于初始化的资源    ID3D11Texture2D **ppTexture2D);             // [Out] 获取到的2D纹理

过程我就不演示了。

2D纹理的资源视图(以着色器资源视图为例)

创建好纹理后，我们还需要让它绑定到资源视图，然后再让该资源视图绑定到渲染管线的指定阶段。

D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC的定义如下：

typedef struct D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC    {    DXGI_FORMAT Format;    D3D11_SRV_DIMENSION ViewDimension;    union         {        D3D11_BUFFER_SRV Buffer;        D3D11_TEX1D_SRV Texture1D;        D3D11_TEX1D_ARRAY_SRV Texture1DArray;        D3D11_TEX2D_SRV Texture2D;        D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV Texture2DArray;        D3D11_TEX2DMS_SRV Texture2DMS;        D3D11_TEX2DMS_ARRAY_SRV Texture2DMSArray;        D3D11_TEX3D_SRV Texture3D;        D3D11_TEXCUBE_SRV TextureCube;        D3D11_TEXCUBE_ARRAY_SRV TextureCubeArray;        D3D11_BUFFEREX_SRV BufferEx;        }   ;    }   D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC;};

其中Format要和纹理创建时的Format一致，对于2D纹理来说，应当指定D3D11_SRV_DIMENSION为D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2D。

然后D3D11_TEX2D_SRV结构体定义如下：

typedef struct D3D11_TEX2D_SRV{    UINT MostDetailedMip;    UINT MipLevels;}   D3D11_TEX2D_SRV;

通过MostDetailedMap我们可以指定开始使用的纹理子资源，MipLevels则指定使用的子资源数目。如果要使用完整mipmaps，则需要指定MostDetailedMap为0， MipLevels为-1.

例如我想像下图那样使用mip等级为1到2的纹理子资源，可以指定MostDetailedMip为1，MipLevels为2.

创建着色器资源视图的演示如下：

D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC srvDesc;srvDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;srvDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2D;srvDesc.Texture2D.MipLevels = 1;srvDesc.Texture2D.MostDetailedMip = 0;HR(md3dDevice->CreateShaderResourceView(tex.Get(), &srvDesc, texSRV.GetAddressOf()));

ID3D11DeviceContext::*SSetShaderResources方法--设置着色器资源

我们创建着色器资源的目的就是以它作为媒介，传递给着色器使用。上面打*意味着渲染管线的所有可编程着色器阶段都有该方法。

此外，着色器资源视图不仅可以绑定纹理资源，还可以绑定缓冲区资源。

目前在DDSTextureLoader和WICTextureLoader中，我们只需要用到纹理的着色器资源。这里以ID3D11DeviceContext::PSSetShaderResources为例：

void ID3D11DeviceContext::PSSetShaderResources(    UINT StartSlot, // [In]起始槽索引，对应HLSL的register(t*)    UINT NumViews,  // [In]着色器资源视图数目    ID3D11ShaderResourceView * const *ppShaderResourceViews // [In]着色器资源视图数组);

纹理子资源(Texture Subresources)

通常我们将包含mipmaps的纹理称作纹理，那么纹理子资源实际上指的就是其中的一个mip等级对应的2维数组(针对2维纹理来说)。比如512x512的纹理加载进来包含的mipmap等级数(Mipmap Levels)为10，包含了从512x512, 256x256, 128x128...到1x1的10个二维数组颜色数据，这十个纹理子资源在纹理中的内存是紧凑的，没有内存填充。

例如：上述纹理(R8G8B8A8格式) mip等级为1的纹理子资源首元素地址 为 从mip等级为0的纹理子资源首元素地址再偏移512x512x4字节的地址。

Direct3D API使用Mip切片(Mip slice)来指定某一mip等级的纹理子资源，也有点像索引。比如mip slice值为0时，对应的是512x512的纹理，而mip slice值1对应的是256x256，以此类推。

描述一个纹理子资源的两种结构体：D3D11_SUBRESOURCE_DATA 和 D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE

如果你想要为2D纹理进行初始化，那么你要接触到的结构体类型为D3D11_SUBRESOURCE_DATA。定义如下：

typedef struct D3D11_SUBRESOURCE_DATA{    const void *pSysMem;    // 用于初始化的数据    UINT SysMemPitch;       // 当前子资源一行所占的字节数(2D/3D纹理使用)    UINT SysMemSlicePitch;  // 当前子资源一个完整切片所占的字节数(仅3D纹理使用)}   D3D11_SUBRESOURCE_DATA;

而如果你使用的是ID3D11DeviceContext::Map方法来获取一个纹理子资源，那么获取到的是D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE，其定义如下：

typedef struct D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE {    void *pData;        // 映射到内存的数据or需要提交的地址范围    UINT RowPitch;      // 当前子资源一行所占的字节数(2D/3D纹理有意义)    UINT DepthPitch;    // 当前子资源一个完整切片所占的字节数(仅3D纹理有意义)} D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE;

若一张512x512的纹理(R8G8B8A8)，那么它的RowPitch为512x4=2048字节，同理在初始化一个512x512的纹理(R8G8B8A8)，它的RowPitch有可能为512x4=2048字节。

注意：在运行的时候，RowPitch和DepthPitch有可能会比你所期望的值更大一些，因为在每一行的数据之间有可能会填充数据进去以对齐。

通常情况下我们希望读出来的RGBA是连续的，然而下述映射回内存的做法是错误的，因为每一行的数据都有填充，读出来的话你可能会发现图像会有错位：

std::vector
    
      imageData;m_pd3dImmediateContext->Map(texOutputCopy.Get(), 0, D3D11_MAP_READ, 0, &mappedData);memcpy_s(imageData.data(), texWidth * texHeight * 4, mappedData.pData, texWidth * texHeight * 4);m_pd3dImmediateContext->Unmap(texOutputCopy.Get(), 0);
    

下面的读取方式才是正确的：

std::vector
    
      imageData;m_pd3dImmediateContext->Map(texOutputCopy.Get(), 0, D3D11_MAP_READ, 0, &mappedData);unsigned char* pData = reinterpret_cast
     
      (mappedData.pData);for (UINT i = 0; i < texHeight; ++i){    memcpy_s(&imageData[i * texWidth], texWidth * 4, pData, texWidth * 4);    pData += mappedData.RowPitch;}pImpl->d3dContext->Unmap(texOutputCopy.Get(), 0);
     
    

获取一份不允许CPU读写的纹理到内存中

通常这种资源的类型有可能是D3D11_USAGE_IMMUTABLE或者D3D11_USAGE_DEFAULT。我们需要按下面的步骤进行：

1. 创建一个D3D11_USAGE_STAGING的纹理，指定CPU读取权限，纹理宽高一致，Mip等级和数组大小都为1；
2. 进行内存映射，然后使用ID3D11DeviceContext::CopyResource方法拷贝一份到我们新创建的纹理，注意需要严格按照上面提到的读取方式进行读取，最后解除映射。

ID3D11DeviceContext::CopyResource方法--复制一份资源

该方法通过GPU将一份完整的源资源复制到目标资源：

void ID3D11DeviceContext::CopyResource(    ID3D11Resource *pDstResource,   // [InOut]目标资源    ID3D11Resource *pSrcResource    // [In]源资源);

但是需要注意：

1. 不支持以D3D11_USAGE_IMMUTABLE创建的目标资源
2. 两者资源类型要一致
3. 两者不能是同一个指针
4. 要有一样的维度(包括宽度，高度，深度，大小)
5. 要有兼容的DXGI格式，两者格式最好是能相同，或者至少是相同的组别，比如DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT,DXGI_FORMAT_R32G32B32_UINT和DXGI_FORMAT_R32G32B32_TYPELESS相互间就可以复制。
6. 两者任何一个在调用该方法的时候不能被映射(先前调用过ID3D11DeviceContext::Map方法又没有Unmap)
7. 允许深度/模板缓冲区作为源或目标资源

通过内存初始化纹理

现在我们尝试通过代码的形式来创建一个纹理(以项目09作为修改)，代码如下：

uint32_t ColorRGBA(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b, uint8_t a){    return (r | (g << 8) | (b << 16) | (a << 24));}bool GameApp::InitResource(){    uint32_t black = ColorRGBA(0, 0, 0, 255), orange = ColorRGBA(255, 108, 0, 255);    // 纹理内存映射，用黑色初始化    std::vector
    
      textureMap(128 * 128, black);    uint32_t(*textureMap)[128] = reinterpret_cast
     
      (textureArrayMap.data());    for (int y = 7; y <= 17; ++y)        for (int x = 25 - y; x <= 102 + y; ++x)            textureMap[y][x] = textureMap[127 - y][x] = orange;    for (int y = 18; y <= 109; ++y)        for (int x = 7; x <= 120; ++x)            textureMap[y][x] = orange;    // 创建纹理    D3D11_TEXTURE2D_DESC texDesc;    texDesc.Width = 128;    texDesc.Height = 128;    texDesc.MipLevels = 1;    texDesc.ArraySize = 1;    texDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;    texDesc.SampleDesc.Count = 1;       // 不使用多重采样    texDesc.SampleDesc.Quality = 0;    texDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;    texDesc.BindFlags = D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE;    texDesc.CPUAccessFlags = 0;    texDesc.MiscFlags = 0;  // 指定需要生成mipmap    D3D11_SUBRESOURCE_DATA sd;    uint32_t * pData = textureMap.data();    sd.pSysMem = pData;    sd.SysMemPitch = 128 * sizeof(uint32_t);    sd.SysMemSlicePitch = 128 * 128 * sizeof(uint32_t);    ComPtr
      
        tex;    HR(m_pd3dDevice->CreateTexture2D(&texDesc, &sd, tex.GetAddressOf()));    D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC srvDesc;    srvDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;    srvDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2D;    srvDesc.Texture2D.MipLevels = 1;    srvDesc.Texture2D.MostDetailedMip = 0;    HR(m_pd3dDevice->CreateShaderResourceView(tex.Get(), &srvDesc, m_pTexSRV.GetAddressOf()));        // ...}
      
     
    

其它部分的代码修改就不讲了，最终效果如下：

但是如果你想要以初始化的方式来创建带mipmap的Texture2D纹理，则在初始化的时候需要提供D3D11_SUBRESOURCE_DATA数组，元素数目为MipLevels.

再或者如果你是要以初始化的方式来创建带mipmap的Texture2D纹理数组，则提供的元素数目为MipLevels * ArraySize.

2D纹理数组

之前提到，D3D11_TEXTURE2D_DESC中可以通过指定ArraySize的值来将其创建为纹理数组。

HLSL中的2D纹理数组

首先来到HLSL代码，我们之所以不使用下面的这种形式创建纹理数组：

Texture2D gTexArray[7] : register(t0);// 像素着色器float4 PS(VertexPosHTex pIn) : SV_Target{    float4 texColor = gTexArray[gTexIndex].Sample(gSam, float2(pIn.Tex));    return texColor;}

是因为这样做的话HLSL编译器会报错：sampler array index must be a literal experssion，即pin.PrimID的值也必须是个字面值，而不是变量。但我们还是想要能够根据变量取对应纹理的能力。

正确的做法应当是声明一个Texture2DArray的数组：

Texture2DArray gTexArray : register(t0);

Texture2DArray同样也具有Sample方法，用法示例如下：

// 像素着色器float4 PS(VertexPosHTex pIn) : SV_Target{    float4 texColor = gTexArray.Sample(gSam, float3(pIn.Tex, gTexIndex));    return texColor;}

Sample方法的第一个参数依然是采样器

而第二个参数则是一个3D向量，其中x与y的值对应的还是纹理坐标，而z分量即便是个float，主要是用于作为索引值选取纹理数组中的某一个具体纹理。同理索引值0对应纹理数组的第一张纹理，1对应的是第二张纹理等等...

使用纹理数组的优势是，我们可以一次性预先创建好所有需要用到的纹理，并绑定到HLSL的纹理数组中，而不需要每次都重新绑定一个纹理。然后我们再使用索引值来访问纹理数组中的某一纹理。

D3D11CalcSubresource函数--计算子资源的索引值

对于纹理数组，每个元素都会包含同样的mip等级数。Direct3D API使用数组切片(array slice)来访问不同纹理，也是相当于索引。这样我们就可以把所有的纹理资源用下面的图来表示，假定下图有4个纹理，每个纹理包含3个子资源，则当前指定的是Array Slice为2，Mip Slice为1的子资源。

然后给定当前纹理数组每个纹理的mipmap等级数(Mipmap Levels)，数组切片(Array Slice)和Mip切片(Mip Slice)，我们就可以用下面的函数来求得指定子资源的索引值：

inline UINT D3D11CalcSubresource(UINT MipSlice, UINT ArraySlice, UINT MipLevels ){ return MipSlice + ArraySlice * MipLevels; }

创建一个纹理数组

现在我们手头上仅有的就是DDSTextureLoader.h和WICTextureLoader.h中的函数，但这里面的函数每次都只能加载一张纹理。我们还需要修改龙书样例中读取纹理的函数，具体的操作顺序如下：

1. 一个个读取存有纹理的文件，创建出一系列ID3D11Texture2D对象，这里的每个对象单独包含一张纹理；
2. 创建一个ID3D11Texture2D对象，它同时也是一个纹理数组；
3. 将之前读取的所有纹理有条理地复制到刚创建的纹理数组对象中；
4. 为该纹理数组对象创建创建一个纹理资源视图（Shader Resource View）。

为了避免出现一些问题，这里实现的纹理数组加载的函数只考虑宽度和高度、数据格式、mip等级都一致的情况。

在d3dUtil.h中实现了这样两个函数：

// ------------------------------// CreateDDSTexture2DArrayFromFile函数// ------------------------------// 该函数要求所有的dds纹理的宽高、数据格式、mip等级一致// [In]d3dDevice            D3D设备// [In]d3dDeviceContext     D3D设备上下文// [In]fileNames            dds文件名数组// [OutOpt]textureArray     输出的纹理数组资源// [OutOpt]textureArrayView 输出的纹理数组资源视图// [In]generateMips         是否生成mipmapsHRESULT CreateDDSTexture2DArrayFromFile(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    const std::vector
    
     & fileNames,    ID3D11Texture2D** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView,    bool generateMips = false);// ------------------------------// CreateWICTexture2DArrayFromFile函数// ------------------------------// 该函数要求所有的dds纹理的宽高、数据格式、mip等级一致// [In]d3dDevice            D3D设备// [In]d3dDeviceContext     D3D设备上下文// [In]fileNames            dds文件名数组// [OutOpt]textureArray     输出的纹理数组资源// [OutOpt]textureArrayView 输出的纹理数组资源视图// [In]generateMips         是否生成mipmapsHRESULT CreateWICTexture2DArrayFromFile(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    const std::vector
     
      & fileNames,    ID3D11Texture2D** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView,    bool generateMips = false);
     
    

还有就是d3dUtil.cpp用到的函数CreateTexture2DArray

第一步是纹理的加载，这里`CreateDDSTexture2DArrayFromFile函数的实现如下：

HRESULT CreateDDSTexture2DArrayFromFile(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    const std::vector
    
     & fileNames,    ID3D11Texture2D** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView,    bool generateMips){    // 检查设备、着色器资源视图、文件名数组是否非空    if (!d3dDevice || !textureArrayView || fileNames.empty())        return E_INVALIDARG;    HRESULT hResult;    // ******************    // 读取所有纹理    //    UINT arraySize = (UINT)fileNames.size();    std::vector
     
       srcTexVec(arraySize);    std::vector
      
        texDescVec(arraySize);    for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)    {        // 由于这些纹理并不会被GPU使用，我们使用D3D11_USAGE_STAGING枚举值        // 使得CPU可以读取资源        hResult = CreateDDSTextureFromFileEx(d3dDevice,            fileNames[i].c_str(), 0, D3D11_USAGE_STAGING, 0,            D3D11_CPU_ACCESS_WRITE | D3D11_CPU_ACCESS_READ,            0, false, (ID3D11Resource**)&srcTexVec[i], nullptr);        // 读取失败则释放之前读取的纹理并返回        if (FAILED(hResult))        {            for (UINT j = 0; j < i; ++j)                SAFE_RELEASE(srcTexVec[j]);            return hResult;        }        // 读取创建好的纹理信息        srcTexVec[i]->GetDesc(&texDescVec[i]);        // 需要检验所有纹理的mipLevels，宽度和高度，数据格式是否一致，        // 若存在数据格式不一致的情况，请使用dxtex.exe(DirectX Texture Tool)        // 将所有的图片转成一致的数据格式        if (texDescVec[i].MipLevels != texDescVec[0].MipLevels || texDescVec[i].Width != texDescVec[0].Width ||            texDescVec[i].Height != texDescVec[0].Height || texDescVec[i].Format != texDescVec[0].Format)        {            for (UINT j = 0; j < i; ++j)                SAFE_RELEASE(srcTexVec[j]);            return E_FAIL;        }    }    hResult = CreateTexture2DArray(d3dDevice, d3dDeviceContext, srcTexVec,        D3D11_USAGE_DEFAULT,        D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE | (generateMips ? D3D11_BIND_RENDER_TARGET : 0),        0,        (generateMips ? D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS : 0),        textureArray,        textureArrayView);    for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)        SAFE_RELEASE(srcTexVec[i]);    return hResult;}
      
     
    

而WIC版的区别仅在于把CreateDDSTextureFromFileEx替换为CreateWICTextureFromFileEx：

hResult = CreateWICTextureFromFileEx(d3dDevice,    fileNames[i].c_str(), 0, D3D11_USAGE_STAGING, 0,    D3D11_CPU_ACCESS_WRITE | D3D11_CPU_ACCESS_READ,    0, WIC_LOADER_DEFAULT, (ID3D11Resource**)&srcTexVec[i], nullptr);

由于我们给纹理设置的是D3D11_USAGE_STAGING，它无法绑定到渲染管线上生成mipmaps，如果读进来的是dds纹理，它可能本身就自带mipmaps，也可能没有。所以创建mipmap的操作得在后续创建的纹理数组来完成。

在了解CreateTexture2DArray函数的实现前，你需要下面这些内容：

ID3D11DeviceContext::Map函数--获取指向子资源中数据的指针并拒绝GPU对该子资源的访问

HRESULT ID3D11DeviceContext::Map(    ID3D11Resource           *pResource,          // [In]包含ID3D11Resource接口的资源对象    UINT                     Subresource,         // [In]子资源索引    D3D11_MAP                MapType,             // [In]D3D11_MAP枚举值，指定读写相关操作    UINT                     MapFlags,            // [In]填0，忽略    D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE *pMappedResource     // [Out]获取到的已经映射到内存的子资源);

D3D11_MAP枚举值类型的成员如下：

D3D11_MAP成员	含义
D3D11_MAP_READ	映射到内存的资源用于读取。该资源在创建的时候必须绑定了D3D11_CPU_ACCESS_READ标签
D3D11_MAP_WRITE	映射到内存的资源用于写入。该资源在创建的时候必须绑定了D3D11_CPU_ACCESS_WRITE标签
D3D11_MAP_READ_WRITE	映射到内存的资源用于读写。该资源在创建的时候必须绑定了D3D11_CPU_ACCESS_READ和D3D11_CPU_ACCESS_WRITE标签
D3D11_MAP_WRITE_DISCARD	映射到内存的资源用于写入，之前的资源数据将会被抛弃。该资源在创建的时候必须绑定了D3D11_CPU_ACCESS_WRITE和D3D11_USAGE_DYNAMIC标签
D3D11_MAP_WRITE_NO_OVERWRITE	映射到内存的资源用于写入，但不能复写已经存在的资源。该枚举值只能用于顶点/索引缓冲区。该资源在创建的时候需要有D3D11_CPU_ACCESS_WRITE标签，在Direct3D 11不能用于设置了D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER标签的资源，但在11.1后可以。具体可以查阅MSDN文档

ID3D11DeviceContext::UpdateSubresource函数[2]--将内存数据拷贝到不可进行映射的子资源中

这个函数在之前我们主要是用来将内存数据拷贝到常量缓冲区中，现在我们也可以用它将内存数据拷贝到纹理的子资源当中：

void ID3D11DeviceContext::UpdateSubresource(  ID3D11Resource  *pDstResource,    // [In]目标资源对象  UINT            DstSubresource,   // [In]对于2D纹理来说，该参数为指定Mip等级的子资源  const D3D11_BOX *pDstBox,         // [In]这里通常填nullptr，或者拷贝的数据宽高比当前子资源小时可以指定范围   const void      *pSrcData,        // [In]用于拷贝的内存数据  UINT            SrcRowPitch,      // [In]该2D纹理的 宽度*数据格式的位数  UINT            SrcDepthPitch     // [In]对于2D纹理来说并不需要用到该参数，因此可以任意设置);

ID3D11DeviceContext::UnMap函数--让指向资源的指针无效并重新启用GPU对该资源的访问权限

void ID3D11DeviceContext::Unmap(    ID3D11Resource *pResource,      // [In]包含ID3D11Resource接口的资源对象    UINT           Subresource      // [In]需要取消的子资源索引);

D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV结构体

在创建着色器目标视图时，你还需要填充共用体中的D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV结构体：

typedef struct D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV{    UINT MostDetailedMip;           UINT MipLevels;    UINT FirstArraySlice;    UINT ArraySize;}   D3D11_TEX2D_ARRAY_SRV;

通过FirstArraySlice我们可以指定开始使用的纹理，ArraySize则指定使用的纹理数目。

例如我想指定像上面那样的范围，可以指定FirstArraySlice为1，ArraySize为2，MostDetailedMip为1，MipLevels为2.

ID3D11DeviceContext::GenerateMips--为纹理资源视图绑定的所有纹理创建完整的mipmap链

由于通过该函数读取进来的纹理mip等级可能只有1，如果还需要创建mipmap链的话，还需要用到下面的方法。

void ID3D11DeviceContext::GenerateMips(  ID3D11ShaderResourceView *pShaderResourceView // [In]需要创建mipamp链的SRV);

比如一张1024x1024的纹理，经过该方法调用后，就会生成剩余的512x512, 256x256 ... 1x1的子纹理资源，加起来一共是11级mipmap。

在调用该方法之前，需要做好大量的准备：

1. 在创建2D纹理资源时，Usage为D3D11_USAGE_DEFAULT以允许GPU写入，BindFlags要绑定D3D11_BIND_RENDER_TARGET和D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE，MiscFlags设置D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS枚举值，mipLevels设置为0使得在创建纹理的时候会自动预留出其余mipLevel所需要用到的内存大小。
2. 如果是2D纹理，将图片的RGBA数据写入到子资源0中。此时创建好的纹理，子资源0为图片内容，其余子资源为黑色。如果是2D纹理数组，你可以利用D3D11CalcSubresource为所有纹理元素的首mipLevel来填充图片。
3. 为该2D纹理资源创建着色器资源视图，指定MostDetailedMip为0，MipLevels为-1以访问完整mipmaps。

做好这些准备后你才可以调用GenerateMips，否则可能会产生异常。

最终CreateTexture2DArray的实现如下：

HRESULT CreateTexture2DArray(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    std::vector
    
     & srcTexVec,    D3D11_USAGE usage,    UINT bindFlags,    UINT cpuAccessFlags,    UINT miscFlags,    ID3D11Texture2D** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView** textureArrayView){    if (!textureArray && !textureArrayView || !d3dDevice || !d3dDeviceContext || srcTexVec.empty())        return E_INVALIDARG;    HRESULT hResult;    UINT arraySize = (UINT)srcTexVec.size();    bool generateMips = (bindFlags & D3D11_BIND_RENDER_TARGET) &&        (miscFlags & D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS);    // ******************    // 创建纹理数组    //    D3D11_TEXTURE2D_DESC texDesc;    srcTexVec[0]->GetDesc(&texDesc);    D3D11_TEXTURE2D_DESC texArrayDesc;    texArrayDesc.Width = texDesc.Width;    texArrayDesc.Height = texDesc.Height;    texArrayDesc.MipLevels = generateMips ? 0 : texDesc.MipLevels;    texArrayDesc.ArraySize = arraySize;    texArrayDesc.Format = texDesc.Format;    texArrayDesc.SampleDesc.Count = 1;      // 不能使用多重采样    texArrayDesc.SampleDesc.Quality = 0;    texArrayDesc.Usage = usage;    texArrayDesc.BindFlags = bindFlags;    texArrayDesc.CPUAccessFlags = cpuAccessFlags;    texArrayDesc.MiscFlags = miscFlags;    ID3D11Texture2D* texArray = nullptr;    hResult = d3dDevice->CreateTexture2D(&texArrayDesc, nullptr, &texArray);    if (FAILED(hResult))    {        return hResult;    }    texArray->GetDesc(&texArrayDesc);    // ******************    // 将所有的纹理子资源赋值到纹理数组中    //    UINT minMipLevels = (generateMips ? 1 : texArrayDesc.MipLevels);    // 每个纹理元素    for (UINT i = 0; i < texArrayDesc.ArraySize; ++i)    {        // 纹理中的每个mipmap等级        for (UINT j = 0; j < minMipLevels; ++j)        {            D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedTex2D;            // 允许映射索引i纹理中，索引j的mipmap等级的2D纹理            d3dDeviceContext->Map(srcTexVec[i],                j, D3D11_MAP_READ, 0, &mappedTex2D);            d3dDeviceContext->UpdateSubresource(                texArray,                D3D11CalcSubresource(j, i, texArrayDesc.MipLevels), // i * mipLevel + j                nullptr,                mappedTex2D.pData,                mappedTex2D.RowPitch,                mappedTex2D.DepthPitch);            // 停止映射            d3dDeviceContext->Unmap(srcTexVec[i], j);        }    }    // ******************    // 创建纹理数组的SRV    //    if (textureArrayView)    {        D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC viewDesc;        viewDesc.Format = texArrayDesc.Format;        viewDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE2DARRAY;        viewDesc.Texture2DArray.MostDetailedMip = 0;        viewDesc.Texture2DArray.MipLevels = texArrayDesc.MipLevels;        viewDesc.Texture2DArray.FirstArraySlice = 0;        viewDesc.Texture2DArray.ArraySize = arraySize;        hResult = d3dDevice->CreateShaderResourceView(texArray, &viewDesc, textureArrayView);        // 生成mipmaps        if (hResult == S_OK && generateMips)        {            d3dDeviceContext->GenerateMips(*textureArrayView);        }    }    // 检查是否需要纹理数组    if (textureArray)    {        *textureArray = texArray;    }    else    {        SAFE_RELEASE(texArray);    }    return hResult;}
    

2D纹理立方体

2D纹理立方体的实际上是在以2D纹理数组资源的基础上创建出来的着色器纹理资源视图，通过视图指定哪6个连续的纹理作为纹理立方体。这也意味着你可以在一个2D纹理数组上创建多个纹理立方体。

Direct3D提供了枚举类型D3D11_TEXTURECUBE_FACE来标识立方体某一表面：

typedef enum D3D11_TEXTURECUBE_FACE {    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_X = 0,    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_X = 1,    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Y = 2,    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Y = 3,    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Z = 4,    D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Z = 5} D3D11_TEXTURECUBE_FACE;

可以看出:

1. 索引0指向+X表面;
2. 索引1指向-X表面;
3. 索引2指向+Y表面;
4. 索引3指向-Y表面;
5. 索引4指向+Z表面;
6. 索引5指向-Z表面;

使用立方体映射意味着我们需要使用3D纹理坐标进行寻址，通过向量的形式来指定使用立方体某个表面的其中一点。

在HLSL中，立方体纹理用TextureCube来表示。

创建一个纹理立方体

对于创建好的DDS立方体纹理，我们只需要使用DDSTextureLoader就可以很方便地读取进来：

HR(CreateDDSTextureFromFile(    device.Get(),     cubemapFilename.c_str(),     nullptr,     textureCubeSRV.GetAddressOf()));

然而从网络上能够下到的天空盒资源经常要么是一张天空盒贴图，要么是六张天空盒的正方形贴图，用DXTex导入还是比较麻烦的一件事情。我们也可以自己编写代码来构造立方体纹理。

将一张天空盒贴图转化成立方体纹理需要经历以下4个步骤：

1. 读取天空盒的贴图
2. 创建包含6个纹理的数组
3. 选取原天空盒纹理的6个子正方形区域，拷贝到该数组中
4. 创建立方体纹理的SRV

而将六张天空盒的正方形贴图转换成立方体需要经历这4个步骤:

1. 读取这六张正方形贴图
2. 创建包含6个纹理的数组
3. 将这六张贴图完整地拷贝到该数组中
4. 创建立方体纹理的SRV

可以看到这两种类型的天空盒资源在处理上有很多相似的地方。

// ------------------------------// CreateWICTexture2DCubeFromFile函数// ------------------------------// 根据给定的一张包含立方体六个面的位图，创建纹理立方体// 要求纹理宽高比为4:3，且按下面形式布局:// .  +Y .  .// -X +Z +X -Z // .  -Y .  .// [In]d3dDevice            D3D设备// [In]d3dDeviceContext     D3D设备上下文// [In]cubeMapFileName      位图文件名// [OutOpt]textureArray     输出的纹理数组资源// [OutOpt]textureCubeView  输出的纹理立方体资源视图// [In]generateMips         是否生成mipmapsHRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    const std::wstring& cubeMapFileName,    ID3D11Texture2D** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView** textureCubeView,    bool generateMips = false);// ------------------------------// CreateWICTexture2DCubeFromFile函数// ------------------------------// 根据按D3D11_TEXTURECUBE_FACE索引顺序给定的六张纹理，创建纹理立方体// 要求位图是同样宽高、数据格式的正方形// 你也可以给定超过6张的纹理，然后在获取到纹理数组的基础上自行创建更多的资源视图// [In]d3dDevice            D3D设备// [In]d3dDeviceContext     D3D设备上下文// [In]cubeMapFileNames     位图文件名数组// [OutOpt]textureArray     输出的纹理数组资源// [OutOpt]textureCubeView  输出的纹理立方体资源视图// [In]generateMips         是否生成mipmapsHRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    const std::vector
    
     & cubeMapFileNames,    ID3D11Texture2D** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView** textureCubeView,    bool generateMips = false);
    

从完整天空盒位图生成纹理立方体的实现

现在我们要将位图读进来，这是读取一张完整天空盒的实现版本的开头

HRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    const std::wstring & cubeMapFileName,    ID3D11Texture2D ** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView ** textureCubeView,    bool generateMips){    // 检查设备、设备上下文是否非空    // 纹理数组和纹理立方体视图只要有其中一个非空即可    if (!d3dDevice || !d3dDeviceContext || !(textureArray || textureCubeView))        return E_INVALIDARG;    // ******************    // 读取天空盒纹理    //    ID3D11Texture2D* srcTex = nullptr;    ID3D11ShaderResourceView* srcTexSRV = nullptr;    // 该资源用于GPU复制    HRESULT hResult = CreateWICTextureFromFileEx(d3dDevice,        d3dDeviceContext,        cubeMapFileName.c_str(),        0,        D3D11_USAGE_DEFAULT,        D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE | (generateMips ? D3D11_BIND_RENDER_TARGET : 0),        0,        (generateMips ? D3D11_RESOURCE_MISC_GENERATE_MIPS : 0),        WIC_LOADER_DEFAULT,        (ID3D11Resource**)&srcTex,        (generateMips ? &srcTexSRV : nullptr));    // 文件未打开    if (FAILED(hResult))    {        return hResult;    }        // ...

现在我们可以利用CreateWICTextureFromFileEx函数内部帮我们预先生成mipmaps，必须要同时提供d3dDeviceContext和srcTexSRV才能生成。

而且关于纹理的拷贝操作可以不需要从GPU读到CPU再进行，而是直接在GPU之间进行拷贝，因此可以将usage设为D3D11_USAGE_DEFAULT，cpuAccessFlags设为0.

接下来需要创建一个新的纹理数组。首先需要填充D3D11_TEXTURE2D_DESC结构体内容，这里的大部分参数可以从天空盒纹理取得。

对于mip等级需要特别处理，比如一个4096x3072的完整天空盒位图，其生成的mip等级是13，但是对于里面的1024x1024立方体表面，其生成的mip等级是11，可以得到这样的一个关系：纹理数组的mip等级比读进来的天空盒位图mip等级少2.

UINT squareLength = texDesc.Width / 4;    texArrayDesc.Width = squareLength;    texArrayDesc.Height = squareLength;    texArrayDesc.MipLevels = (generateMips ? texDesc.MipLevels - 2 : 1);    // 立方体的mip等级比整张位图的少2    texArrayDesc.ArraySize = 6;    texArrayDesc.Format = texDesc.Format;    texArrayDesc.SampleDesc.Count = 1;    texArrayDesc.SampleDesc.Quality = 0;    texArrayDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;    texArrayDesc.BindFlags = D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE;    texArrayDesc.CPUAccessFlags = 0;    texArrayDesc.MiscFlags = D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE;   // 允许从中创建TextureCube        ID3D11Texture2D* texArray = nullptr;    hResult = d3dDevice->CreateTexture2D(&texArrayDesc, nullptr, &texArray);    if (FAILED(hResult))    {        SAFE_RELEASE(srcTex);        SAFE_RELEASE(srcTexSRV);        return hResult;    }

D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE和D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE的标签记得不要遗漏。

D3D11_BOX结构体

现在我们需要对源位图进行节选，但节选之前，首先我们需要了解定义3D盒的结构体D3D11_BOX：

typedef struct D3D11_BOX {    UINT left;      UINT top;    UINT front;    UINT right;    UINT bottom;    UINT back;} D3D11_BOX;

3D box使用的是下面的坐标系，和纹理坐标系很像：

由于选取像素采用的是半开半闭区间，如[left, right)，在指定left, top, front的值时会选到该像素，而不对想到right, bottom, back对应的像素。

对于1D纹理来说，是没有Y轴和Z轴的，因此需要令back=0, front=1, top=0, bottom=1才能表示当前的1D纹理，如果出现像back和front相等的情况，则不会选到任何的纹理像素区间。

而2D纹理没有Z轴，在选取像素区域前需要置back=0, front=1。

3D纹理(体积纹理)可以看做一系列纹理的堆叠，因此front和back可以用来选定哪些纹理需要节选。

ID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion方法--从指定资源选取区域复制到目标资源特定区域

void ID3D11DeviceContext::CopySubresourceRegion(    ID3D11Resource  *pDstResource,  // [In/Out]目标资源    UINT            DstSubresource, // [In]目标子资源索引    UINT            DstX,           // [In]目标起始X值    UINT            DstY,           // [In]目标起始Y值    UINT            DstZ,           // [In]目标起始Z值    ID3D11Resource  *pSrcResource,  // [In]源资源    UINT            SrcSubresource, // [In]源子资源索引    const D3D11_BOX *pSrcBox        // [In]指定复制区域);

例如现在我们要将该天空盒的+X面对应的mipmap链拷贝到ArraySlice为0(即D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_X)的目标资源中，则可以像下面这样写：

D3D11_BOX box;    // box坐标轴如下:     //    front    //   /     //  /_____right    //  |    //  |    //  bottom    box.front = 0;    box.back = 1;    for (UINT i = 0; i < texArrayDesc.MipLevels; ++i)    {        // +X面拷贝        box.left = squareLength * 2;        box.top = squareLength;        box.right = squareLength * 3;        box.bottom = squareLength * 2;        d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(            texArray,            D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_X, texArrayDesc.MipLevels),            0, 0, 0,            srcTex,            i,            &box);                    // -X面拷贝        box.left = 0;        box.top = squareLength;        box.right = squareLength;        box.bottom = squareLength * 2;        d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(            texArray,            D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_X, texArrayDesc.MipLevels),            0, 0, 0,            srcTex,            i,            &box);        // +Y面拷贝        box.left = squareLength;        box.top = 0;        box.right = squareLength * 2;        box.bottom = squareLength;        d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(            texArray,            D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Y, texArrayDesc.MipLevels),            0, 0, 0,            srcTex,            i,            &box);        // -Y面拷贝        box.left = squareLength;        box.top = squareLength * 2;        box.right = squareLength * 2;        box.bottom = squareLength * 3;        d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(            texArray,            D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Y, texArrayDesc.MipLevels),            0, 0, 0,            srcTex,            i,            &box);        // +Z面拷贝        box.left = squareLength;        box.top = squareLength;        box.right = squareLength * 2;        box.bottom = squareLength * 2;        d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(            texArray,            D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_POSITIVE_Z, texArrayDesc.MipLevels),            0, 0, 0,            srcTex,            i,            &box);        // -Z面拷贝        box.left = squareLength * 3;        box.top = squareLength;        box.right = squareLength * 4;        box.bottom = squareLength * 2;        d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(            texArray,            D3D11CalcSubresource(i, D3D11_TEXTURECUBE_FACE_NEGATIVE_Z, texArrayDesc.MipLevels),            0, 0, 0,            srcTex,            i,            &box);                // 下一个mipLevel的纹理宽高都是原来的1/2        squareLength /= 2;    }

最后就是创建纹理立方体着色器资源视图了：

if (textureCubeView)    {        D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC viewDesc;        viewDesc.Format = texArrayDesc.Format;        viewDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURECUBE;        viewDesc.TextureCube.MostDetailedMip = 0;        viewDesc.TextureCube.MipLevels = texArrayDesc.MipLevels;        hResult = d3dDevice->CreateShaderResourceView(texArray, &viewDesc, textureCubeView);    }        // 检查是否需要纹理数组    if (textureArray)    {        *textureArray = texArray;    }    else    {        SAFE_RELEASE(texArray);    }    SAFE_RELEASE(srcTex);    SAFE_RELEASE(srcTexSRV);    return hResult;}

从六张天空盒的位图创建立方体纹理

第一步是读取六张纹理，并根据需要生成mipmaps：

HRESULT CreateWICTexture2DCubeFromFile(    ID3D11Device * d3dDevice,    ID3D11DeviceContext * d3dDeviceContext,    const std::vector
    
     & cubeMapFileNames,    ID3D11Texture2D ** textureArray,    ID3D11ShaderResourceView ** textureCubeView,    bool generateMips){    // 检查设备与设备上下文是否非空    // 文件名数目需要不小于6    // 纹理数组和资源视图只要有其中一个非空即可    UINT arraySize = (UINT)cubeMapFileNames.size();    if (!d3dDevice || !d3dDeviceContext || arraySize < 6 || !(textureArray || textureCubeView))        return E_INVALIDARG;    // ******************    // 读取纹理    //    HRESULT hResult;    std::vector
     
       srcTexVec(arraySize, nullptr);    std::vector
      
        srcTexSRVVec(arraySize, nullptr);    std::vector
       
         texDescVec(arraySize);    for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)    {        // 该资源用于GPU复制        hResult = CreateWICTextureFromFile(d3dDevice,            (generateMips ? d3dDeviceContext : nullptr),            cubeMapFileNames[i].c_str(),            (ID3D11Resource**)&srcTexVec[i],            (generateMips ? &srcTexSRVVec[i] : nullptr));        // 读取创建好的纹理信息        srcTexVec[i]->GetDesc(&texDescVec[i]);        // 需要检验所有纹理的mipLevels，宽度和高度，数据格式是否一致，        // 若存在数据格式不一致的情况，请使用dxtex.exe(DirectX Texture Tool)        // 将所有的图片转成一致的数据格式        if (texDescVec[i].MipLevels != texDescVec[0].MipLevels || texDescVec[i].Width != texDescVec[0].Width ||            texDescVec[i].Height != texDescVec[0].Height || texDescVec[i].Format != texDescVec[0].Format)        {            for (UINT j = 0; j < i; ++j)            {                SAFE_RELEASE(srcTexVec[j]);                SAFE_RELEASE(srcTexSRVVec[j]);            }            return E_FAIL;        }    }
       
      
     
    

然后是创建数组，即便提供的纹理数目超过6，也是允许的：

// ******************    // 创建纹理数组    //    D3D11_TEXTURE2D_DESC texArrayDesc;    texArrayDesc.Width = texDescVec[0].Width;    texArrayDesc.Height = texDescVec[0].Height;    texArrayDesc.MipLevels = (generateMips ? texDescVec[0].MipLevels : 1);    texArrayDesc.ArraySize = arraySize;    texArrayDesc.Format = texDescVec[0].Format;    texArrayDesc.SampleDesc.Count = 1;    texArrayDesc.SampleDesc.Quality = 0;    texArrayDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;    texArrayDesc.BindFlags = D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE;    texArrayDesc.CPUAccessFlags = 0;    texArrayDesc.MiscFlags = D3D11_RESOURCE_MISC_TEXTURECUBE;   // 允许从中创建TextureCube    ID3D11Texture2D* texArray = nullptr;    hResult = d3dDevice->CreateTexture2D(&texArrayDesc, nullptr, &texArray);    if (FAILED(hResult))    {        for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)        {            SAFE_RELEASE(srcTexVec[i]);            SAFE_RELEASE(srcTexSRVVec[i]);        }        return hResult;    }

由于我们不需要指定源位图的具体区域，可以将pSrcBox设置为nullptr：

// ******************    // 将原纹理的所有子资源拷贝到该数组中    //    texArray->GetDesc(&texArrayDesc);    for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)    {        for (UINT j = 0; j < texArrayDesc.MipLevels; ++j)        {            d3dDeviceContext->CopySubresourceRegion(                texArray,                D3D11CalcSubresource(j, i, texArrayDesc.MipLevels),                0, 0, 0,                srcTexVec[i],                j,                nullptr);        }    }

最后就是创建立方体纹理着色器资源视图，默认只指定0到5索引的纹理，如果这个纹理数组包含索引6-11的纹理，你还想创建一个新的视图的话，就可以拿取创建好textureArray，然后自己再写创建视图相关的调用：

// ******************    // 创建立方体纹理的SRV    //    if (textureCubeView)    {        D3D11_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC viewDesc;        viewDesc.Format = texArrayDesc.Format;        viewDesc.ViewDimension = D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURECUBE;        viewDesc.TextureCube.MostDetailedMip = 0;        viewDesc.TextureCube.MipLevels = texArrayDesc.MipLevels;        hResult = d3dDevice->CreateShaderResourceView(texArray, &viewDesc, textureCubeView);    }    // 检查是否需要纹理数组    if (textureArray)    {        *textureArray = texArray;    }    else    {        SAFE_RELEASE(texArray);    }    // 释放所有资源    for (UINT i = 0; i < arraySize; ++i)    {        SAFE_RELEASE(srcTexVec[i]);        SAFE_RELEASE(srcTexSRVVec[i]);    }    return hResult;}

至此有关2D纹理相关的讲解就基本上结束了。

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