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DX12CubeMap篇：绘制天空球

立方体贴图（CubeMap）是一种用于存储6个纹理的技术，这些纹理分别对应于立方体的六个面。每个面的纹理都沿坐标系的某个主轴进行轴对齐排列，因此可以通过与面相交的坐标轴方向来引用特定的面纹理。这种技术在图形渲染中广泛用于环境贴图，例如制作天空球。

立方体贴图的采样过程涉及使用一个原点位于立方体中心的3D向量作为查找向量。该向量与立方体贴图相交处的纹理即为采样纹理。采样的过滤模式与2D贴图相同，包括常量插值、双线性、各向异性等。采样点位于查找向量与立方体贴图相交的位置，确保了纹理的正确引用。

天空球是一种常用的环境贴图应用，可以使用立方体贴图将纹理映射到球面上，实现无缝贴图效果。立方体贴图的每个面的纹理都映射到球的相应面上，提供了一种自然且动态的环境渲染方式。

为了实现天空球的渲染，需要进行模型、纹理、材质的数据准备和配置。首先，构建顶点和索引缓冲区，并传入GPU，然后加载CubeMap纹理，使用特定函数加载并配置SRV（Shader Resource View），与2D纹理共用数组。接着定义天空球材质，设置Albedo为1，以实现自发光效果。

由于CubeMap与2D纹理类型不同，Shader中需要不同的数据类型表示（TextureCube和Texture2D）。因此，在GPU传输时，需要分开处理并分别绑定根签名。在Draw函数中，需要根据不同的纹理类型分别设置SRV描述符。

天空球与场景中的其他物体分开绘制，并使用单独的Shader进行渲染。为了优化渲染流程，可以创建专门用于绘制天空球的PSO（Pipeline State Object），并修改深度比较函数以确保天空球不会被裁剪。最后，在Draw函数中，天空球应该作为最后一个绘制的物体。

在Shader计算阶段，需要将CubeMap数据放入Shader中，并进行相应的代码调整。新建的天空球Shader代码简单，主要关注于以摄像机作为中心动态调整天空球位置，以及正确使用Sample函数对CubeMap进行采样。编译并运行后，熟悉的天空球效果得以实现。

总结，立方体贴图在图形渲染中扮演着重要角色，尤其是用于制作天空球等环境贴图。通过正确的数据准备、配置和Shader实现，可以高效地利用立方体贴图技术，为场景增添逼真的环境效果。接下来的文章将探讨立方体贴图在模拟反射方面的应用，敬请期待。