Использование Direct3D совместно с Qt

Однажды, у меня появилась необходимость использования Direct3D совместно с Qt. После нескольких дней поисков в интернете, я нашел всего лишь какие-то обрывки информации. Полноценного описания механизма использования Direct3D не было нигде. В результате, после долгих изысканий я добился того, чего хотел:)
Под катом находится инструкция «сближения“ Direct3D и Qt, а так же код виджета, который можно использовать as is

При написании данной статьи использовались следующие средства:

1. Qt 4.5.0
2. VS2008 SP1
3. DirectX SDK August 2008

Если Вы используете другую. IDE, то момент сборки будет несколько отличаться. Я привожу пример сборки, только для VS2008. Если вы уверены, что в вашей сборке присутствует поддержка direct3d engine, тогда пропустите шаг конфигурирования и сборки Qt.

Конфигурирование и сборка Qt

• Первым шагом необходимо настроить переменные окружения для DirectX, для этого в консоли выполняем следующую команду:
  > "%DXSDK_DIR%\Utilities\Bin\dx_setenv.cmd“
• 
  Переходим в каталог Qt и конфигурируем его. В моем случае это выглядело так > configure -direct3d -platform win32-msvc2008
  -direct3d можно опустить, этот параметр должен быть вычислен конфигуратором.
  Если все прошло нормально, то в появившемся выводе конфигуратора будет: Direct3D support…yes
  
  
• Делаем nmake, и если не будет проблем то дожидаемся конца сборки. Я столкнулся с проблемой, при сборке была ошибка unresolved external связанная с Direct3D. Чтобы ее исправить, идем в %QTDIR%\src\gui\ и в обоих Makefile’ах(release и debug) меняем dxguid.lib на "%DXSDK_DIR%\Lib\x86\dxguid.lib»(или x64 в зависимости от того, под какую платформу вы собираете). После этого проблема должна исчезнуть так что дожидаемся окончания сборки.

Код виджета

Direct3DWidget.h

1. #ifndef DIRECT3DWIDGET_H
2. #define DIRECT3DWIDGET_H
3.  
4. #include <QtGui/QWidget>
5. #include <d3d9.h>
6. #include <atlbase.h>
7.  
8. class Direct3DWidget : public QWidget
9. {
10.         Q_OBJECT
11.  
12.         CComPtr<IDirect3D9> m_pD3D;
13.         CComPtr<IDirect3DDevice9> m_pd3dDevice;
14. public:
15.         Direct3DWidget(QWidget *parent = 0);
16.         ~Direct3DWidget();
17.         bool InitDirect3D();
18. public slots:
19.         bool Rendering();
20. private:
21.         void paintEvent(QPaintEvent *pEvent);
22. };
23.  
24. #endif

Direct3DWidget.cpp

1. #include "Direct3DWidget.h"
2.  
3. Direct3DWidget::Direct3DWidget(QWidget *parent /* = 0 */): QWidget(parent)
4. {
5.         setAttribute(Qt::WA_PaintOnScreen);
6. }
7. Direct3DWidget::~Direct3DWidget()
8. {
9. }
10. bool Direct3DWidget::InitDirect3D()
11. {
12.         m_pD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION);
13.         if(!m_pD3D)
14.                 return false;
15.         D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp = {0};
16.         d3dpp.Windowed = TRUE;
17.         d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
18.         d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN;
19.         d3dpp.FullScreen_RefreshRateInHz = D3DPRESENT_RATE_DEFAULT;
20.         d3dpp.PresentationInterval = D3DPRESENT_INTERVAL_IMMEDIATE;
21.         d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
22.         d3dpp.EnableAutoDepthStencil = TRUE;
23.         d3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;
24.         HRESULT hrResult = m_pD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, winId(),
25.                 D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING,
26.                 &d3dpp, &m_pd3dDevice );
27.         if(FAILED(hrResult))
28.                 return false;
29.         return true;
30. }
31. bool Direct3DWidget::Rendering()
32. {
33.         if(m_pd3dDevice == 0)
34.                 return false;
35.         m_pd3dDevice->Clear(0, 0, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER, D3DCOLOR_XRGB(255, 255, 0), 1.0f, 0);
36.         if(SUCCEEDED(m_pd3dDevice->BeginScene()))
37.         {
38.                 m_pd3dDevice->EndScene();
39.         }
40.         m_pd3dDevice->Present( 0, 0, 0, 0 );
41.         return true;
42. }
43.  
44. void Direct3DWidget::paintEvent(QPaintEvent *pEvent)
45. {
46.         Q_UNUSED(pEvent);
47.         Rendering();
48. }

Пример использования:

1. #include <QtGui/QWidget>
2. #include <QtGui/QApplication>
3. #include <QtGui/QHBoxLayout>
4. #include "Direct3DWidget.h"
5.  
6. int main(int argc, char *argv[])
7. {
8.         //------------------------------Start initialization
9.         //Additional parameters, just add a parameter separated by comma
10.         std::string aAdditionalParameters[] = {"-direct3d"};
11.         int iRealArgumentAmount = argc + sizeof(aAdditionalParameters)/sizeof(std::string);
12.         //This double pointer will contain parameters from argv and
13.         //statical parameters which necessary for this application
14.         char** pArguments = new char*[iRealArgumentAmount];
15.         //Copy all source(from the command line) parameters
16.         for(int i = 0; i < argc; ++i)
17.         {
18.                 *(pArguments + i) = new char[ strlen(argv[i]) + 1 ];
19.                 strcpy( *(pArguments + i), argv[i] );
20.         }
21.         //Append parameters we want to add
22.         for(int i = argc, j = 0; i < iRealArgumentAmount; ++i, ++j)
23.         {
24.                 *(pArguments + i) = new char[ aAdditionalParameters[j].size() + 1 ];
25.                 strcpy( *(pArguments + i), aAdditionalParameters[j].c_str() );
26.         }
27.         QApplication xApplication(iRealArgumentAmount, pArguments);
28.         for(int i = 0; i < iRealArgumentAmount; ++i)
29.                 delete []*(pArguments + i);
30.         delete []pArguments;
31.         //--------------------------------Initialization complete
32.         QWidget xMainWindow;
33.         Direct3DWidget* xScene = new Direct3DWidget(&xMainWindow);
34.         QHBoxLayout* xMainLayout = new QHBoxLayout;
35.         xMainLayout->addWidget(xScene);
36.         xMainWindow.setLayout(xMainLayout);
37.         //It is important to initialize the Direct3d after the widget was embedded to the window
38.         xScene->InitDirect3D();
39.         xMainWindow.show();
40.                                
41.         return xApplication.exec();
42. }

Результатом выполнения это кода будет вот такое окно(если его растянуть):


Казалось бы теперь есть все, чтобы спокойно использовать direct3d с отличным фреймворком Qt, но, к сожалению, мною были обнаружены некоторые подводные камни.
После того, как я стал использовать Direct3d, на некоторых компьютерах, вместо картинки отрисованной Direct3d был экран, зарисованный цветом фона. Я перебрал все комбинации аттрибутов, но убрать данный дефект так и не смог. Так же не удалось выявить причину неправильной работы direct3d engine на некоторых машинах. Т.к документация по Qt утверждает, что «This functionality is experimental.», то можно предположить, что дело в сыроватости поддержки direct3d.

Но, данный недостаток не может быть причиной не использования Direct3D:). Пока trolltech допиливает direct3d до stable state можно воспользоваться следующим workaround’ом:
Закомментируем вызов Rendering () в paintEvent:

1. void Direct3DWidget::paintEvent(QPaintEvent *pEvent)
2. {
3.         Q_UNUSED(pEvent);
4.         //Rendering();
5. }

и в место использования добавим следующий код:

1. ...
2. //It is important to initialize the Direct3d after the widget was embedded to the window
3.         xScene->InitDirect3D();
4.         xMainWindow.show();
5.  
6.         QTimer xTimer;
7.         QWidget::connect(&xTimer, SIGNAL(timeout()), xScene, SLOT(Rendering()));
8.         xTimer.start(100);     
9.        
10.         return xApplication.exec();
11. ...

я добавил этот код в код примера, приведенного мною выше.
Так же не забудьте включить заголовок QTimer

Приятного Вам использования Direct3d API в Qt, и не забывайте, что приложение, должно быть запущено с опцией -direct3d, я включил эту опцию в код моего примера использования.