如何在Direct3D中适配自定义像素顶点坐标实现2D渲染？

默认情况下

Direct3D 假设视口裁剪空间的X范围为-1.0到1.0，Y范围为1.0到-1.0。

我希望进行2D渲染，提供的顶点缓冲区数据需满足像素左上角为整数坐标（即像素中心位于(*.5, *.5)）。对于1280x720的视口，希望X范围为0到1280，Y范围为0到720。

当前Hello Triangle示例的顶点坐标如下：

Vertex triangleVertices[] =
{
    { { 0.0f, 0.25f, 0.0f }, color1 },
    { { 0.25f, -0.25f, 0.0f }, color2 },
    { { -0.25f, -0.25f, 0.0f }, color3 }
};

若使用如下自定义顶点坐标，需要进行哪些修改才能得到与示例相同的渲染结果？

Vertex triangleVertices[] =
{
    { { width/2 + 0.00f * width/2, height/2 + 0.25f * height/2, 0.0f }, color1 },
    { { width/2 + 0.25f * width/2, height/2 - 0.25f * height/2, 0.0f }, color2 },
    { { width/2 - 0.25f * width/2, height/2 - 0.25f * height/2, 0.0f }, color3 }
};

Direct3D 9中可通过变换管线实现类似坐标转换，但当前版本的实现逻辑已有变化。

必要修改步骤 #

1. 修正顶点坐标的像素对齐偏移
   自定义坐标以像素左上角为整数原点，而Direct3D裁剪空间对应像素中心位置，因此需要给每个顶点的X、Y坐标减去0.5f，将坐标基准从像素左上角切换到像素中心，匹配原示例的光栅化逻辑。修改后的顶点代码如下：

   Vertex triangleVertices[] =
   {
       { { width/2 + 0.00f * width/2 - 0.5f, height/2 + 0.25f * height/2 - 0.5f, 0.0f }, color1 },
       { { width/2 + 0.25f * width/2 - 0.5f, height/2 - 0.25f * height/2 - 0.5f, 0.0f }, color2 },
       { { width/2 - 0.25f * width/2 - 0.5f, height/2 - 0.25f * height/2 - 0.5f, 0.0f }, color3 }
   };
   

2. 替换为适配窗口空间的正交投影矩阵
   原示例使用默认裁剪空间，自定义坐标是0到width、0到height的窗口空间，需要通过正交投影矩阵将窗口坐标转换为Direct3D要求的裁剪空间。该矩阵需实现：

   • X轴：0 → -1，width → 1
   • Y轴：0 → 1，height → -1（匹配Direct3D的Y轴向下翻转特性）
     行优先格式的投影矩阵示例：

   float projMatrix[] = {
       2.0f / width, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
       0.0f, -2.0f / height, 0.0f, 0.0f,
       0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
       -1.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f
   };
   

   将此矩阵设置为顶点着色器的投影参数，替换原示例的默认变换矩阵。

3. 确认光栅化状态无额外偏移
   检查光栅化阶段的配置（如D3D11_RASTERIZER_DESC），确保DepthBias、SlopeScaledDepthBias均设为0，禁用任何额外的坐标偏移逻辑，避免干扰顶点位置的映射。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tom Huntington