如何在DirectX 12中调整窗口内的纹理位置

核心思路 #

DirectX 12 没有DirectX 11中SetTransform这类直接设置2D变换的API，需要通过常量缓冲区传递变换矩阵，在顶点着色器中对顶点位置做变换，以此实现纹理的位置调整。你现有的纹理创建（CreateTexture）和更新（UpdateTextureResource）代码无需修改，只需添加变换相关逻辑并修改着色器。

具体实现步骤 #

1. 定义变换常量缓冲区 #

在CPU端和着色器端定义结构一致的常量缓冲区，用于传递平移变换数据：

// CPU端常量缓冲区结构
struct TransformConstants
{
    XMFLOAT4X4 transformMatrix;
};

// 着色器端常量缓冲区（放在顶点着色器开头）
cbuffer TransformCB : register(b0)
{
    float4x4 transformMatrix;
};

2. 创建并初始化常量缓冲区 #

创建上传堆类型的资源，用于将CPU端的变换数据传递到GPU：

D3D12MA::Allocation* transformBufferAlloc = nullptr;
ID3D12Resource* transformBuffer = nullptr;

// 初始化常量缓冲区
void InitializeTransformBuffer()
{
    D3D12_RESOURCE_DESC cbDesc = CD3DX12_RESOURCE_DESC::Buffer(sizeof(TransformConstants));
    D3D12MA::ALLOCATION_DESC allocDesc = {};
    allocDesc.HeapType = D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD;
    
    allocator->CreateResource(
        &allocDesc,
        &cbDesc,
        D3D12_RESOURCE_STATE_GENERIC_READ,
        nullptr,
        &transformBufferAlloc,
        IID_PPV_ARGS(&transformBuffer)
    );

    // 初始化为单位矩阵（无变换）
    TransformConstants* pConstants;
    transformBuffer->Map(0, nullptr, reinterpret_cast<void**>(&pConstants));
    XMStoreFloat4x4(&pConstants->transformMatrix, XMMatrixIdentity());
    transformBuffer->Unmap(0, nullptr);
}

3. 计算居中变换矩阵 #

根据窗口尺寸和纹理尺寸，计算平移矩阵，让纹理中心与窗口中心对齐：

// 更新变换矩阵，传入窗口宽高、纹理宽高
void UpdateTransformMatrix(int windowWidth, int windowHeight, int textureWidth, int textureHeight)
{
    // 转换为NDC坐标系下的偏移量（NDC范围：X/Y ∈ [-1, 1]）
    float offsetX = (windowWidth - textureWidth) / (float)windowWidth;
    // DirectX NDC坐标系Y轴向下，所以Y偏移取负
    float offsetY = -(windowHeight - textureHeight) / (float)windowHeight;

    // 构建平移变换矩阵，并转置为着色器所需的列主序格式
    XMMATRIX translateMatrix = XMMatrixTranslation(offsetX, offsetY, 0.0f);
    TransformConstants* pConstants;
    transformBuffer->Map(0, nullptr, reinterpret_cast<void**>(&pConstants));
    XMStoreFloat4x4(&pConstants->transformMatrix, XMMatrixTranspose(translateMatrix));
    transformBuffer->Unmap(0, nullptr);
}

4. 修改顶点着色器 #

在顶点着色器中应用变换矩阵，调整顶点位置：

struct PSInput
{
    float4 position : SV_POSITION;
    float2 uv : TEXCOORD;
};

cbuffer TransformCB : register(b0)
{
    float4x4 transformMatrix;
};

Texture2D g_texture : register(t0);
SamplerState g_sampler : register(s0);

PSInput VSMain(float4 position : POSITION, float2 uv : TEXCOORD)
{
    PSInput result;
    // 对顶点位置应用变换矩阵
    result.position = mul(position, transformMatrix);
    result.uv = uv;

    return result;
}

float4 PSMain(PSInput input) : SV_TARGET
{
    return g_texture.Sample(g_sampler, input.uv);
}

5. 绑定常量缓冲区并绘制 #

确保你的根签名包含常量缓冲区的绑定槽（索引0），在绘制前绑定常量缓冲区：

// 在绘制纹理的代码中添加
CommandList->SetGraphicsRootConstantBufferView(0, transformBuffer->GetGPUVirtualAddress());
// 执行绘制命令（如DrawInstanced）

关键说明 #

• 若你使用的是全屏四边形作为绘制载体，上述变换会直接调整四边形位置，从而让纹理居中显示。
• 变换矩阵的转置是因为DirectX着色器默认使用列主序矩阵，而CPU端的XMMATRIX是行主序，需要转置后传递。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user11889309