初探DX11的數學庫：向量XMVECOTR，矩陣XMMATRIX

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｜XMVECTOR（XNA數學庫的向量）

DirectX中的一個核心數據類型為?XMVECTOR
對它的運算可以使用SIMD指令集加速（主要處理向量的運算）。
SIMD即Single Instruction Multiple Data，單指令多數據流，能夠復制多個操作數，并把它們打包在大型寄存器的一組指令集。

XMVECTOR?的定義:

容下4個32位float變量

// Vector intrinsic: Four 32 bit floating point components aligned on a 16 byte // boundary and mapped to hardware vector registers typedef __m128 XMVECTOR;

XMVECTOR是可直接映射SIMD硬件上的128位寄存器

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DirectX其他定義的結構類似的幾個結構體例如：
二維向量 XMFLOAT2，三維向量 XMFLOAT3，四維向量 XMFLOAT4，顏色 XMCOLOR

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直接將它們計算時，由于沒有SIMD的加速，所以速度相對較慢。

所以倘然將它們需要做運算時，需要全部轉換成XMVECTOR形式再進行運算，最后得出結果再轉換成目標類型。
那么就能讓這些向量的運算允許進行SIMD加速。

轉換XMVECTOR形式，我們只利用需要的維度數據來運算，而可能多出的空位（其他維度數據）被置為0不運算。

所以XNA數學庫中也就有了這幾個結構體和XMVECTOR互相轉換的函數。

｜FXMVECTOR、CXMVECTOR? (const XMMATRIX(&))

下面是龍書說的：
For Windows, these are defined as:

// 32-bit Windows typedef const XMVECTOR FXMVECTOR; typedef const XMVECTOR& CXMVECTOR; // 64-bit Windows typedef const XMVECTOR& FXMVECTOR; typedef const XMVECTOR& CXMVECTOR;

FXMVECTOR或CXMVECTOR是DX的一種規定，
在上面代碼可以看到FXMVECTOR或CXMVECTOR本質是
const XMVECTOR (或者有&)
也就是只讀性的XMVECTOR。

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DirectX庫中規定，任何函數
若需要傳入3個以內包括3個只讀性的XMVECOTR（只讀性其實就是const）參數，則這些形參的類型應寫
為FXMVECTOR。
若需要傳入超過3個只讀性的XMVECOTR參數，則前三個的類型應寫為FXMVECTOR，超出三個的類型應寫為CXMVECTOR。

舉個例子：

void func0(FXMVECTOR v1); //其它類型的參數，即使夾在中間，也不參與這個規則 void func1(FXMVECTOR v1,int a,FXMVECTOR v2,int b); //cv4,cv5超出三個只讀性參數，所以需要聲明改成CXMVETOR //v6不是只讀性的,不參與這個規則。不過不推薦傳入可寫入的向量，可寫入的向量盡量在其作用域內操作，而不是傳給另一個作用域處理。 void func2(FXMVECTOR cv1,FXMVECTOR cv2,FXMVECTOR cv3,CXMVECTOR cv4,CXMVECTOR cv5,XMVECTOR& v6);

那么FXMVECTOR和CXMVECTOR又有什么區別呢？

FXMVECTOR?將代表將利用SSE/SSE2寄存器傳入的const XMVECTOR類型。

（也就是可以通過一些硬件操作來加速傳入XMVECTOR參數，F意思是代表fast吧大概= =。一篇博客：具體為什么加速）
而?CXMVECTOR?只代表正常傳入的const XMVECTOR類型。

如果都用CXMVECTOR，速度不如通過SIMD寄存器的FXMVECTOR。
如果超過3個都用FXMVECTOR，多出的FXMVECTOR的傳不進去寄存器（也許是可加速的參數數量有限）。
（還有用超過3個以上的FXMVECOTR時，編譯不會報錯，所以在自定義函數時，要注意FXMVECTOR參數不要超過3個，不然運行期會傳不進去）

｜XMVECTOR各相關類型使用規范（總結）

1、XMVECTOR用于局部或全局變量。

2、XMFLOAT2, XMFLOAT3,XMFLOAT4用于類成員類型。

3、向量計算時，只對XMVECTOR類型運算。若要對XMFLOAT相關運算，須使用載入方法將?XMFLOAT相關?轉換成?XMVECTOR?再做向量計算. 。

4、存儲向量時，基本只存儲XMFLOAT相關類型(除了第1個規則)。若要存儲XMVECTOR，須使用轉換方法將XMVECTOR轉換成XMFLOAT相關再存儲。

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｜XMMATRIX（XNA數學庫的矩陣）

DirectX中的另一個核心數據類型為?XMMATRIX
對它的運算同樣可以使用SIMD指令集加速

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XMMATRIX?的定義:

容下 4×4 個32位float變量

struct _XMMATRIX {union{XMVECTOR r[4];struct{FLOAT _11, _12, _13, _14;FLOAT _21, _22, _23, _24;FLOAT _31, _32, _33, _34;FLOAT _41, _42, _43, _44;};FLOAT m[4][4];}
}XMMATRIX;

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DirectX其他定義的類似結構的結構體：

XMFLOAT4X4

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類似XMVECTOR，存儲數據用XMFLOAT4X4，需要運算時則轉換成XMMATRIX來運算以獲得加速，儲存結果時再轉回FLOAT4X4。

｜CXMMATRIX

但是不同于向量，矩陣的傳參沒有類似FXMVECTOR的特殊加速傳參效果（估計是矩陣數據太大了），所以所有只讀性傳參統一都是CXMMATRIX。

｜XMMATRIX各相關類型使用規范（總結）

類似XMVECTOR。

1、XMMATRIX用于局部或全局變量。

2、XMFLOAT4X4用于類成員類型。

3、矩陣計算時，只對XMVECTOR類型運算。若要對XMFLOAT4X4相關運算，須使用載入方法將?XMFLOAT4X4?轉換成?XMMATRIX再做向量計算.?。

4、存儲矩陣時，基本只存儲XMFLOAT4X4類型(除了第1個規則)。若要存儲XMMATRIX，須使用轉換方法將XMMATRIX轉換成XMFLOAT4X4再存儲。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/KillerAery/p/9097733.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的DirectX11 初探XMVECOTRXMMATRIX的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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