人机交互习题

动漫游戏开发技术习题集1.向量有哪些重要属性？举例说明，在3D游戏中向量的作用。

向量的两个重要属性是长度和方向。

在3D游戏中可以表示例子的速度和加速度，光线的走向，多边形的朝向。

2.向量的数学表示方法以及在D3D中采用何种结构体来表示一个三维向量。

数学表示方法：N=(Nx,Ny,Nz)。

D3D中typedef struct D3DVECTOR{float x,y,z;} D3DVECTOR;3.向量长度的计算方法以及如何在D3D中计算向量的长度。

||u||=sqrt(Ux*Ux+Uy*Uy+Uz*Uz)在D3D中，FLOAT D3DXVec3Length(CONST D3DVECTOR3 *pV）；D3DXVECTOR3 v(1.0f, 2.0f, 3.0f); float magnitude = D3DXVec3Length( &v ); // = sqrt(14) 4.向量的加、减，数乘、点积、叉积运算方法，并用简单的程序实现上述运算。

;D3DXVECTOR3 u(2.0f, 0.0f, 1.0f);D3DXVECTOR3 v(0.0f, -1.0f, 5.0f);// (2.0 + 0.0, 0.0 + (-1.0), 1.0 + 5.0)D3DXVECTOR3 sum = u + v; // = (2.0f, -1.0f, 6.0f)D3DXVECTOR3 u(2.0f, 0.0f, 1.0f);D3DXVECTOR3 v(0.0f, -1.0f, 5.0f);D3DXVECTOR3 difference = u - v; // = (2.0f, 1.0f, -4.0f)D3DXVECTOR3 u(1.0f, 1.0f, -1.0f);D3DXVECTOR3 scaledVec = u * 10.0f; // = (10.0f, 10.0f, -10.0f)FLOAT D3DXVec3Dot( // Returns the result.CONST D3DXVECTOR3* pV1, // Left sided operand.CONST D3DXVECTOR3* pV2 // Right sided operand.);D3DXVECTOR3 *D3DXVec3Cross(D3DXVECTOR3* pOut, // Result.CONST D3DXVECTOR3* pV1, // Left sided operand.CONST D3DXVECTOR3* pV2 // Right sided operand.);5.在D3D中如何表示一个4*4的矩阵。

在D3D中如何获得一个平移、旋转、比例变换矩阵。

平移D3DXMATRIX *D3DXMatrixTranslation(D3DXMATRIX* pOut, // 返回平移后的矩阵. FLOAT x, // x轴移动的单位FLOAT y, // y轴移动的单位FLOAT z // z轴移动的单位);旋转D3DXMATRIX *D3DXMatrix RotationX(D3DXMATRIX* pOut, // 返回旋转后的矩阵FLOAT Angle // Angle是旋转的弧度);比例D3DXMATRIX *D3DXMatrix Scaling(D3DXMATRIX* pOut, // 返回缩放后的矩阵FLOAT sx, // x轴缩放的比例FLOAT sy, // y轴缩放的比例FLOAT sz // z轴缩放的比例.);6.如果一个物体先向X轴正向平移5个单位，然后绕Y轴旋转45度并整体放大2倍，请求出该物体对应的旋转矩阵。

7.已知平面的一个点P0以及垂直于该平面的一条法向矢量n，请表示出该平面，并采用适当的程序创建该平面。

该平面为p点的集合，n*(p-p0)=0;这里a, b和c是平面法向量n的成员，d就是那个常数。

8.如何判断一个点是否在某个平面上？例如，假设平面(n, d)，我们能判定点p和平面的关系：假如n·p + d = 0，那么点p与平面共面。

假如n·p + d >0，那么点p在平面的前面且在平面的正半空间里。

假如n·p + d <0，那么点p在平面的背面且在平面的负半空间里。

9.编写简短程序判断某计算机是否支持顶点和像素着色。

bool supportsHardwareVertexProcessing;// 如果为真，意味着硬件设备支持它if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT ){ // 支持supportsHardwareVertexProcessing = true;}Else { // 不支持hardwareSupportsVertexProcessing = false;}10.在D3D中表面的含义是什么？用什么来描述表面？编写程序将表面存储区中的每个像素设置为蓝色。

表面是一个像素点阵, 在代码中，我们可以使用IDirect3DSurface9接口来描述表面。

// 假定_surface是一个指向IDirect3DSurface9接口的指针// 假定每个像素为：32-bit的像素格式// 取得表面描述D3DSURFACE_DESC surfaceDesc;_surface->GetDesc(&surfaceDesc);// 取得被锁定表面的像素数据的指针D3DLOCKED_RECT lockedRect;// 假定_surface是一个指向IDirect3DSurface9接口的指针// 假定每个像素为：32-bit的像素格式// 取得表面描述D3DSURFACE_DESC surfaceDesc;_surface->GetDesc(&surfaceDesc);// 取得被锁定表面的像素数据的指针D3DLOCKED_RECT lockedRect;_surface->LockRect(&lockedRect, // 指向被锁定表面的数据0, // 0表示锁定全部表面0); // 0表示没有指定锁定标记// 遍例表面上的每个像素，将它们设为红色DWORD* imageData = (DWORD*)lockedRect.pBits;for(int i = 0; i < surfaceDesc.Height; i++){for(int j = 0; j < surfaceDesc.Width; j++){ // 取得纹理索引, 注意我们用pitch 除以4是因为pitch的单位是字节，// 并且一个DWORD类型占为4 bytes空间int index = i * lockedRect.Pitch / 4 + j;//四个字节为一个像素，即32位的imageData[index] = 0xff0000ff; // 每个像素设为蓝色}}typedef struct _D3DLOCKED_RECT {INT Pitch; // 表面深度void *pBits; // 指向表面开始处的内存} D3DLOCKED_RECT;_surface->UnlockRect();11.多重采样对图形的显示有何影响？由于使用像素矩阵来表示图像，在显示时会出现锯齿状，Multisampling就是使其变得平滑的技术。

它的一种最普通的用法即为——全屏抗锯齿。

12.D3D中像素的格式有哪些？请举例说明。

像素格式是由D3DFORMAT枚举类型的一个成员来定义的D3DFMT_R8G8B8——表示一个24位像素，从左开始，8位分配给红色，8位分配给绿色，8位分配给蓝色。

D3DFMT_X8R8G8B8——表示一个32位像素，从左开始，8位不用，8位分配给红色，8位分配给绿色，8位分配给蓝色。

D3DFMT_A8R8G8B8——表示一个32位像素，从左开始，8位为ALPHA通道，8位分配给红色，8位分配给绿色，8位分配给蓝色。

D3DFMT_A16B16G16R16F——表示一个64位浮点像素，从左开始，16位为ALPHA通道，16位分配给蓝色，16位分配给绿色，16位分配给红色。

D3DFMT_A32B32G32R32F——表示一个128位浮点像素，从左开始，32位为ALPHA通道，32位分配给蓝色，32位分配给绿色，32位分配给红色。

13.内存、显存以及AGP存储区有何区别？在程序中读取显存和AGP内存都是非常慢的。

因此，假如你在运行时需要读取你的几何物体，最好的方案是指定一块系统内存，都在其中拷贝并且读取数据14.深度缓存有什么作用，他存储了什么信息？深度缓冲也是一个表面，但它不是用来存储图像数据的，而是用来记录像素的深度信息。

它将确定哪一个像素最后被绘制出来。

深度缓冲为每一个像素计算深度值，并进行深度测试。

通过深度测试，我们可以比较出哪个像素离照相机更近，并将它画出来。

这样就可以只绘制最靠近照相机的像素，被遮住的像素就不会被画出来。

15.如何检测某显示卡是否支持硬件顶点运算？bool supportsHardwareVertexProcessing;// 如果为真，意味着硬件设备支持它if( caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT ){// 支持 supportsHardwareVertexProcessing = true;}else{// 不支持hardwareSupportsVertexProcessing = false;}16.如何实现Direct3D的初始化，需要完成哪些工作？根据下边的步骤你能初始化Direct3D：1．获得一个IDirect3D9接口指针。

这个接口用于获得物理设备的信息和创建一个IDirect3DDevice9接口，它是一个代表我们显示3D图形的物理设备的C++对象。

2．检查设备能力（D3DCAPS9），搞清楚主显卡是否支持硬件顶点处理。

我们需要知道假如它能支持，我们就能创建IDirect3DDevice9接口。

3．初始化一个D3DPRESENT_PARAMETERS结构实例，这个结构包含了许多数据成员允许我们指定将要创建的IDirect3DDevice9接口的特性。

4．创建一个基于已经初始化好的D3DPRESENT_PARAMETERS结构的IDirect3DDevice9对象。

它是一个代表我们显示3D图形的物理设备的C++对象。

17.在D3D中顶点如何表示，并举例说明。

struct ColorVertex{ float _x, _y, _z; // 位置DWORD _color; // 颜色};struct NormalTexVertex{ float _x, _y, _z; // 位置float _nx, _ny, _nz; // 法线向量float _u, _v; // 纹理坐标};18.在D3D中顶点索引如何表示，并举例说明。