项目概览
HelloD3D11 是我在学习 C++ 和阅读《Introduction to 3D Game Programming with DirectX 11》期间编写的练习型 3D 渲染器。项目从 Direct3D 11 的基础绘制流程起步，逐步扩展出渲染管线、光照与阴影、场景组织、资源加载和调试界面等模块。
它并非完整的商业引擎，而是我理解实时渲染流程的一次系统实践：从 CPU 侧组织场景和渲染数据，到 GPU 侧生成 GBuffer、计算光照并合成最终画面，再到接入外部场景编辑器形成可迭代的内容工作流。
延迟着色管线
项目实现了一套基础延迟着色管线。几何阶段将材质与表面信息写入多个 GBuffer，光照阶段再根据这些屏幕空间数据计算平行光、点光源和聚光灯的贡献。
世界坐标与高光指数
GBuffer 0 的 RGB 通道保存世界空间坐标，Alpha 通道保存 SpecularPower。世界坐标可供后续光照阶段重建像素与光源之间的位置关系，高光指数用于控制镜面反射的集中程度。
法线与阴影标记
GBuffer 1 的 RGB 通道保存世界空间法线，Alpha 通道记录表面是否接收阴影。将阴影开关随表面数据写入缓冲后，光照阶段可以直接根据像素属性决定是否采样阴影。
基础颜色
GBuffer 2 保存材质的 Albedo。光照阶段将基础颜色与法线、位置、阴影结果组合，得到最终受光表面。
管线还预留了额外 GBuffer，计划用于拆分和保存更完整的高光数据。除延迟着色外，工程中也保留了前向渲染路径，用于组织透明物体等不适合直接写入 GBuffer 的内容。
动态光照与级联阴影
当前光照系统支持三种常用动态光源：
- 平行光，用于模拟太阳等远距离光源。
- 点光源，从空间中的一点向四周发光。
- 聚光灯，在指定方向和锥形范围内产生光照。
阴影部分实现了平行光 Cascade Shadow Map。系统按观察距离划分级联，为靠近摄像机的区域保留更高的阴影精度，同时让远处场景继续落在有效阴影范围内。当前版本尚未为点光源与聚光灯实现阴影。
Doom 3 场景工作流
为了避免完全依赖代码摆放测试场景，我使用 DarkRadiant 作为外部场景编辑器。DarkRadiant 源于 Doom 3 系列 Radiant 工具，适合编辑基于 Brush、实体和材质定义的关卡。
渲染器实现了 Doom 3 .map 与 .proc 场景文件的解析和加载，并制定了一套简化的材质描述格式。这样可以在编辑器中搭建场景，再由运行程序读取几何、实体和材质数据，形成“外部编辑—导出文件—运行时加载”的基础工作流。
渲染框架与资源管理
随着功能增加，我将底层绘制代码继续拆分为相对独立的系统：
- 使用 Effect 系统管理 HLSL Shader 与渲染状态。
- 通过 Render Pass 和 Render Pipeline 组织前向、延迟、阴影及透明物体绘制阶段。
- 使用 RenderTexture 管理中间渲染目标和 GBuffer。
- 仿照 Unity 的全屏 Blit，绘制一个覆盖屏幕的三角形完成后处理拷贝，避免使用两个三角形组成 Quad。
- 使用 XNAMath 处理向量、矩阵等数学运算，并通过 XNACollision 完成视锥体剔除。
- 使用 Dear ImGui 暴露光源方向、强度和背景颜色等调试参数。
资源加载方面，模型支持 OBJ 格式和书中示例使用的文本格式，其中 OBJ 由 tinyobjloader 解析；DDS 纹理由 DirectX 接口读取，其余常见图片格式通过 stb_image 加载。
项目仍有明确的练习性质，例如光源阴影覆盖不完整、材质模型较简单、资源格式支持有限，但这些边界也为后续继续实现点光源阴影、聚光灯阴影和更完整的材质数据留下了清晰方向。