（注：【D3D11遊戲編程】學習筆記系列由CSDN作者BonChoix所寫，轉載請註明出處：http://blog.csdn.net/BonChoix，謝謝~）
初次使用D3D11，先從它的初始化開始。不過在使用D3D之前，需要了解幾個重要的概念：
1. 硬件能力：Hardware Capacity
熟悉D3D9的會很清楚，在初始化d3d9的一開始需要做的就是檢測硬件的能力，以瞭解該用戶機器支持哪些d3d特性，哪些不支持，以在運行期合理的調用API。除非使用d3d自帶的“軟件渲染引擎”，否則試圖使用硬件不支持的特性是會出錯的。但是在d3d11中，檢測硬件能力這一步不再有必要。這對程序員來說省了一點功夫，但是額外的要求是，該硬件必須支持d3d11的全部特性！因此實際上，d3d11應用程序對硬件的要求更苛刻了。
2. 數據格式
D3D應用程序中，無論是紋理圖片，還是創建的緩衝區，都有着特定的數據格式。D3D11支持有限的數據格式，以枚舉變量形式存在，如下幾種：
DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT: 3個32位單精度符點數組成，比如用於代表三維空間座標，以及24位顏色；
DXGI_FORMAT_R16G16B16A16_UNORM: 4個16位數組成，每個成員位於[0,1.0f]之間，UNORM意指：unsigned normalized，即無符號，且歸一化的；
DXGI_FORMAT_R32G32_UINT：2個32位數組成，每個成員爲無符號整型(unsigned int)；
DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM：4個8位數組成，每個成員爲[0,1.f]之間；
DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_SNORM：4個8位數組成，每個成員爲[-1.0f, 1.0f]之間，SNORM意指：signed normalized；
DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_SINT：4個8位數組成，每個成員爲有符號整型；
此外還有很多其他類型的數據格式，熟悉各部分的意義後對任何類型可以很快從名字中得知其意思，也很容易寫出指定意義的數據格式對應的枚舉變量。數據格式在程序中使用相當頻繁，因此很有必要提前熟悉該枚舉類型變量的特點。
3. DXGI
DXGI，即DirectX Graphics Infrastructure，是從d3d10開始出現的，封裝了一些d3d底層、基礎的機制，包括數據格式定義、交換鏈(SwapChain)，枚舉設備類型及檢測設備信息等。由於這些機制適合於任何一代的D3D接口，而跟特定的d3d特性無關，更新遠不及其他d3d特性頻繁，因此微軟把這些從direct3d中單獨分離了出來。這部分對應的枚舉變量及函數等都以DXGI開頭。
4. 交換鏈：SwapChain
交換鏈不是d3d11特有的性質，而是任何2D、3D計算機動畫最基本的機制之一。爲了實現平滑的動畫，至少需要兩個緩衝區，一個前緩衝區用於顯示，一個後緩衝區用於下一幀的繪製，每次繪製完一幀後通過交換前、後緩衝區對應的指針來顯示新一幀，並在之前的前緩衝區（當前的後緩衝區）上開始繼續繪製下一幀。交換鏈可以有3個或者更多緩衝歐，但絕大多數情況下，2個已經足夠了。在d3d11中交換鏈對應的接口爲IDXGISwapChain。
5. 深度/模板緩衝區：Depth/Stencil Buffer
深度緩衝區是與交換鏈緩衝區大小完全一樣的一塊顯存區域，即每個像素在深度緩衝區中對應相應的位置。在渲染管線的最終的混合階段（Output Merger Stage），每個片段（Fragment）都有一個深度值z，與深度緩衝區對應位置上的深度相比較，如果該片段z更小，則繪製該片段，並覆蓋當前的嘗試值，否則拋棄該片段。該緩衝區主要用於實現投影在屏幕上同一位置、遠近不同的物體之間相同的遮擋效果。此外，靈活配置嘗試緩衝區，可以實現很多種高級特效。
模板緩衝區與深度緩衝區共享同一塊區域，每個深度值處對應一個模板值，模板值主要用於實現一些高級的特效，比如平面反射、陰影等。利用深度、模板緩衝區的不同的configuration實現各種特效在後面會有詳細介紹的。
6. 視圖（View）
視圖是D3D11中的最重要的概念之一。以紋理爲例，一個紋理可以被綁定到3D渲染管線的不同階段以實現不同的用途。比如常見的紋理圖片（d3d11中叫Shader Resource），另一方面也可用於渲染對象（Render Target），充當交換鏈中的緩衝區，用於繪製場景。同一個紋理可以同時被綁定到多個管線階段（Dynamic Cube Mapping就是一個例子，後面會專門介紹），但在創建該紋理資源時需要指定其綁定的類型(Bind Flags)，比如上述例子，綁定類型要指定爲:D3D11_BIND_RENDER_TARGET | D3D11_SHADER_RESOURCE。
實際上，在d3d11中，綁定到管線某階段的並不是紋理資源本身，而是對應的“視圖”。對於使用該紋理的每一種方式，我們分別創建相應的視圖，然後把視圖綁定到管線特定的階段。D3D11中針對每種視圖相應的接口爲：ID3D11ShaderResourceView和ID3D11RenderTargetView、ID3D11DepthStencilView。使用視圖的具體細節在後面的過程中會慢慢體會到。
7. 多重採樣抗鋸齒:Multisampling Atialiasing
針對光柵化顯示器抗鋸齒的方法有多種，在d3d中採用的多重採樣方法。即在每個像素點內部，設置多個採樣點，繪製多邊形邊緣時，針對每個採樣點判斷是否被多邊形覆蓋，最終的顏色值從採樣點中取均值，以對多邊形的邊緣進行“模糊化"，從而減輕鋸齒效果。如下圖所示，這是一個4重採樣的例子，該像素最終的顏色值是多邊形本身顏色值的3/4：
支持d3d11的硬件全部支持4重採樣，因此我們在後面的程序中將普遍使用4個採樣點。在d3d11中通過結構DXGI_SAMPLE_DESC來設置多重採樣，其定義如下：
typedef struct DXGI_SAMPLE_DESC {
UINT Count;
UINT Quality;
} DXGI_SAMPLE_DESC, *LPDXGI_SAMPLE_DESC;Count爲我們設置的採樣的個數，Quality爲機器支持的不同的等級，初始化過程中我們會對Quality進行檢測。
注意Multisampling區別於super sampling的關鍵點：不同採樣點是分別計算顏色值（super sampling）還是共享同一顏色值（Multisampling)。詳細情況有很多參考書介紹。
8. 特徵等級：Feature Level
特徵等級定義了一系列支持不同d3d功能的相應的等級，用意即如果一個用戶的硬件不支持某一特徵等級，程序可以選擇較低的等級，以確保正確地運行。d3d11中定義瞭如下幾個等級以代表不同的d3d版本：
typedef enum D3D_FEATURE_LEVEL {
D3D_FEATURE_LEVEL_9_1 = 0x9100,
D3D_FEATURE_LEVEL_9_2 = 0x9200,
D3D_FEATURE_LEVEL_9_3 = 0x9300,
D3D_FEATURE_LEVEL_10_0 = 0xa000,
D3D_FEATURE_LEVEL_10_1 = 0xa100,
D3D_FEATURE_LEVEL_11_0 = 0xb000
} D3D_FEATURE_LEVEL;
在初始化過程中，我們可以提供一組不同的特徵等級，程序會從第一個開始逐個檢測，碰到第一個合適的來創建設備。因此我們在數組中從高到低放置特徵等級提供給初始化程序。
OK，重要的概念就是這些，現在開始初始化D3D~
D3D11的初始化主要有以下幾個步驟：
1. 創建設備ID3D11Device和設備上下文ID3D11DeviceContext；
2. 檢測多重採樣支持的等級：CheckMultisampleQualityLevels
3. 創建交換鏈
4. 創建RenderTargetView
5. 創建DepthStencilView
6. 把上述兩個視圖綁定到渲染管線相應的階段
7. 設置Viewport
下面從第一步開始：
1. 創建設備及上下文：
函數原型如下：
HRESULT D3D11CreateDevice(
__in IDXGIAdapter *pAdapter,
__in D3D_DRIVER_TYPE DriverType,
__in HMODULE Software,
__in UINT Flags,
__in const D3D_FEATURE_LEVEL *pFeatureLevels,
__in UINT FeatureLevels,
__in UINT SDKVersion,
__out ID3D11Device **ppDevice,
__out D3D_FEATURE_LEVEL *pFeatureLevel,
__out ID3D11DeviceContext **ppImmediateContext
);
pAdapter來選擇相應的圖形適配器，設爲NULL以選擇默認的適配器；
DriverType設置驅動類型，一般毫無疑問選擇硬件加速，即D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE，此時下一個參數就是NULL；
Flags爲可選參數，一般爲NULL，可以設爲D3D11_CREATE_DEVICE_DEBUG、D3D11_CREATE_DEVICE_SINGLETHREADED，或兩者一起，前者讓要用於調試時收集信息，後者在確定程序只在單線程下運行時設置爲它，可以提高性能；
pFeatureLevels爲我們提供給程序的特徵等級的一個數組，下一個參數爲數組中元素個數；
SDKVersion恆定爲D3D11_SDK_VERSION；
ppDevice爲設備指針的地址，注意設備是指針類型，這裏傳遞的是指針的地址（二維指針，d3d程序中所有的接口都聲明爲指針類型！）；
pFeatureLevel爲最後程序選中的特徵等級，我們定義相應的變量，傳遞它的地址進來；
ppImmediateContext爲設備上下文指針的地址，要求同設備指針。
創建設備代碼如下：
ID3D11Device *d3dDevice(NULL);
ID3D11DeviceContext *deviceContext(NULL);
D3D_FEATURE_LEVEL featureLevels[6] = {
D3D_FEATURE_LEVEL_11_0,
D3D_FEATURE_LEVEL_10_1,
D3D_FEATURE_LEVEL_10_0,
D3D_FEATURE_LEVEL_9_3,
D3D_FEATURE_LEVEL_9_2,
D3D_FEATURE_LEVEL_9_1};
D3D_FEATURE_LEVEL curLevel;
D3D11CreateDevice(
0, //默認適配器
D3D_DEVICE_TYPE_HARDWARE, //硬件加速設備類型
0,
0,
featureLevels, 6,
D3D11_SDK_VERSION,
&d3dDevice,
&curLevel,
&deviceContext);創建完即可檢測多重採樣（我們只用4重採樣）的等級：
m_d3dDevice->CheckMultisampleQualityLevels(DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM,4,&x4MsaaQuality);2. 創建交換鏈
交換鏈性質通過如下結構指定：
typedef struct DXGI_SWAP_CHAIN_DESC {
DXGI_MODE_DESC BufferDesc;
DXGI_SAMPLE_DESC SampleDesc;
DXGI_USAGE BufferUsage;
UINT BufferCount;
HWND OutputWindow;
BOOL Windowed;
DXGI_SWAP_EFFECT SwapEffect;
UINT Flags;
} DXGI_SWAP_CHAIN_DESC;BufferDesc指定後緩衝區有關特性；
SampleDesc指定多重採樣，前面說過；
BufferUsage，對於交換鏈，爲DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT；
BufferCount：我們只創建一個後緩衝區（雙緩衝），因此爲1；
OutputWindow：指定窗口句柄，Win32程序初始化完創建的主窗口；
Windowed：是否全屏；
DXGI_SWAP_EFFECT：通常爲DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD；
Flags：可選，我們設爲0；
DXGI_MODE_DESC結構定義如下：
typedef struct DXGI_MODE_DESC {
UINT Width;
UINT Height;
DXGI_RATIONAL RefreshRate;
DXGI_FORMAT Format;
DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER ScanlineOrdering;
DXGI_MODE_SCALING Scaling;
} DXGI_MODE_DESC, *LPDXGI_MODE_DESC;Width、Height爲緩衝區大小，一般設爲主窗口大小；
Format爲緩衝區類型，一般作爲渲染對象緩衝區類型爲DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM；
其他參數一般爲固定的，參見代碼。
此外，創建交換鏈需要獲得接口IDXGIFactory，過程是固定的，創建交換鏈代碼如下：
DXGI_SWAP_CHAIN_DESC scDesc = {0}; //填充結構，設置交換鏈相當屬性
scDesc.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM; //緩衝區數據格式
scDesc.BufferDesc.Width = 640; //緩衝區大小
scDesc.BufferDesc.Height = 480;
scDesc.BufferDesc.RefreshRate.Numerator = 60; //刷新率，一般這樣設定即可
scDesc.BufferDesc.RefreshRate.Denominator = 1;
scDesc.BufferDesc.Scaling = DXGI_MODE_SCALING_UNSPECIFIED; //固定參數
scDesc.BufferDesc.ScanlineOrdering = DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER_UNSPECIFIED; //固定參數
scDesc.BufferCount = 1; //緩衝區個數
scDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT; //Usage爲Render Target Output
scDesc.Flags = 0;
scDesc.OutputWindow = m_hWnd; //主窗口句柄
scDesc.SampleDesc.Count = 4; //4個採樣點
scDesc.SampleDesc.Quality = x4MsaaQuality-1; //4重採樣支持等級
scDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD; //常用參數
scDesc.Windowed = true; //窗口模式
//通過如下三步獲得接口IDXGIFactory，來創建交換鏈
IDXGIDevice *pDxgiDevice(NULL);
m_d3dDevice->QueryInterface(__uuidof(IDXGIDevice),reinterpret_cast<void**>(&pDxgiDevice));
IDXGIAdapter *pDxgiAdapter(NULL);
pDxgiDevice->GetParent(__uuidof(IDXGIAdapter),reinterpret_cast<void**>(&pDxgiAdapter));
IDXGIFactory *pDxgiFactory(NULL);
pDxgiAdapter->GetParent(__uuidof(IDXGIFactory),reinterpret_cast<void**>(&pDxgiFactory));
pDxgiFactory->CreateSwapChain(d3dDevice,&scDesc,&swapChain);
//釋放接口
SafeRelease(pDxgiFactory);
SafeRelease(pDxgiAdapter);
SafeRelease(pDxgiDevice);3. 創建RenderTargetView
D3D11中創建視圖需要對應的資源，這裏先獲取後緩衝區地址，作爲參數創建相應的視圖：
ID3D11Texture2D *backBuffer(NULL);
//獲取後緩衝區地址
swapChain->GetBuffer(0,__uuidof(ID3D11Texture2D),reinterpret_cast<void**>(&backBuffer));
//創建視圖
d3dDevice->CreateRenderTargetView(backBuffer,0,&m_renderTargetView);
//釋放後緩衝區引用
backBuffer->Release();CreateRenderTargetView函數原型如下：
HRESULT CreateRenderTargetView(
ID3D11Resource *pResource, //視圖對應資源
const D3D11_RENDER_TARGET_VIEW_DESC *pDesc, //視圖描述
ID3D11RenderTargetView **ppRTView //要創建的視圖（指針的地址）
); d3d11中創建視圖時需要用到視圖的描述（第二個參數），但如果視圖對應的資源類型已知，則一般不再需要描述，設爲NULL。這裏後緩衝區在創建時類型已給出（DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM），因此這裏不需要視圖描述。資源創建時也可以指定爲無類型（TYPELESS），在不同階段以不同的類型進行解釋，這時創建視圖時就需要視圖描述明確說明類型。
4. 創建深度、模板緩衝區及對應視圖
創建緩衝區要即創建一個2維紋理，ID3D11Texture2D，創建它需要先給出描述D3D11_TEXTURE2D_DESC。定義如下：
typedef struct D3D11_TEXTURE2D_DESC {
UINT Width;
UINT Height;
UINT MipLevels; //這裏不需要mipmap，設爲1
UINT ArraySize; //紋理數組才用，這裏爲1
DXGI_FORMAT Format; //數據格式，一般爲DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT,24位用於深度，8位用於模板
DXGI_SAMPLE_DESC SampleDesc; //多重採樣，如前，前後務必保持一致！
D3D11_USAGE Usage; //Usage，對於只讓GPU讀、寫，應爲D3D11_USAGE_DEFAULT
UINT BindFlags; //綁定類型，爲D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL
UINT CPUAccessFlags; //CPU不可訪問，設爲0
UINT MiscFlags; //設爲0
} D3D11_TEXTURE2D_DESC;
創建視圖類型DepthStencilView，代碼如下：
D3D11_TEXTURE2D_DESC dsDesc;
dsDesc.Format = DXGI_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT;
dsDesc.Width = 640;
dsDesc.Height = 480;
dsDesc.BindFlags = D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL;
dsDesc.MipLevels = 1;
dsDesc.ArraySize = 1;
dsDesc.CPUAccessFlags = 0;
dsDesc.SampleDesc.Count = 4;
dsDesc.SampleDesc.Quality = x4MsaaQuality-1;
dsDesc.MiscFlags = 0;
dsDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
d3dDevice->CreateTexture2D(&dsDesc,0,&depthStencilBuffer);
d3dDevice->CreateDepthStencilView(depthStencilBuffer,0,&depthStencilView);創建完兩個視圖後當然就要綁定到渲染管線上去啦：
deviceContext->OMSetRenderTargets(1,&renderTargetView,depthStencilView);該函數原型如下：
void OMSetRenderTargets(
[in] UINT NumViews, //RenderTarget個數，我們一般只用一個
[in] ID3D10RenderTargetView *const *ppRenderTargetViews, //RenderTarget數組，只一個，所以直接傳其地址即可
[in] ID3D10DepthStencilView *pDepthStencilView //DepthStencil view
); 最後設置viewport，很簡單，D3D11_VIEWPORT定義如下：
typedef struct D3D11_VIEWPORT {
FLOAT TopLeftX; //視口左上角在屏幕上x座標，一般視口占滿屏幕的，所以爲0
FLOAT TopLeftY; //y座標，同上
FLOAT Width; //視口寬度，一般與後緩衝區一致，以保持圖像不變形
FLOAT Height; //高度，同上
FLOAT MinDepth; //最小深度值：0.0f
FLOAT MaxDepth; //最大深度值：1.0f
} D3D11_VIEWPORT;設置視口代碼：
D3D11_VIEWPORT viewPort;
viewPort.Width = static_cast<FLOAT>(clientWidth);
viewPort.Height = static_cast<FLOAT>(clientHeight);
viewPort.MaxDepth = 1.f;
viewPort.MinDepth = 0.f;
viewPort.TopLeftX = 0.f;
viewPort.TopLeftY = 0.f;
deviceContext->RSSetViewports(1,&viewPort);
Voila，初始化過程全部完成！
下面就可以進入主循環渲染函數繪製場景了，這次我們暫時什麼也不畫，只是簡單地把屏幕清空爲隨意指定的顏色：
XMVECTORF32 color = {0.f, 1.f, 0.f, 1.6f};
g_deviceContext->ClearRenderTargetView(g_renderTargetView,reinterpret_cast<float*>(&color));
g_deviceContext->ClearDepthStencilView(g_depthStencilView,D3D11_CLEAR_DEPTH|D3D11_CLEAR_STENCIL,1.f,0);
g_swapChain->Present(0,0); 每幀開始渲染時，先清空RenderTargetView和深度緩衝區，然後就是全屏渲染內容了。繪製完整個場景後，最後調用讓交換鏈Present來交換前後緩衝區，以顯示新的一幀。清空RenderTarget很簡單，把相應視圖傳進來，並給定任意背景顏色（4個float的數組，這裏適合用XMVECTORF32）即可。對於清空深度、模板緩衝區，第一個參數一目瞭然，第二個用來指定清空的內容參數，一般我們要同時清空深度和模板，因此用兩個枚舉變量求並，最後兩個參數分別指定清空深度和模板的默認值，深度清空爲1.0f（最大），模板一般清空爲0，就這樣。
整個過程就結束啦，配合上次中的Win32程序，現在已經是一個完整的、可工作的d3d程序了，顯示的即爲一個空白的指定顏色的窗口。初始化程序就是這樣，一個最簡單的d3d應用程序。以後慢慢開始渲染更加炫麗的場景~
這次完整的初始化程序源代碼如下：