| DirectDraw編程基礎 |
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| pcant gameres 2006-09-04 |
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作者：pcant |
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DirectDraw編程基礎 |
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本文面向有幾個月學習編程經歷的初學者：看過C++的教程，看的懂基本的C++語法;有點點VC使用經驗，知道怎麼去組建一個工程；理解一些windows編程的基本概念，比如窗口、消息循環等；還有，不懂的地方會去查資料：）。
看過幾本關于DirectDraw的書，這些書都不錯，在此感謝她們的作者。美中不足的是這些書的部分起點較高，雖然我們仍然能夠清晰的理解一些概念，但在組織這些文件上會有不少困惑。在此我重申一下書中的概念，也借此梳理一下自己的思路。廢話少說，言歸正傳。
首先說一些不可不說的東西。我認為它們不可不提，是因為這些東西也許太基礎，高手們往往忽略這些東西對新手的作用。作為一個新手，我覺得掌握程序的框架及組織方法，比多熟悉幾個APIs更迫切一些。Now lets begin：
寫一個遊戲程序，要熟悉其流程，另外要鍛鍊組織程序文件的能力。對新手來說，我建議按部就班的來處理及分析要寫的程序，不主張這個時候你在搞思維跳躍。這是個良好的習慣，當然也有利于我們盡快掌握編程的思想方法。下面來看一個概括的流程及相應的程序框架
（框架顯示不出來。。）
那麼，如何利用上面的流程來構建我們的大體程序框架呢？
我們已經知道一些windows編程方面的東西了，也許你還比較了解MFC。我們這裡不提倡用MFC，盡管它封裝了好多有用的模式，但對我們編遊戲來說，倒是累贅了。好，接著說。既然採用windowsAPI，可以建立個文件WinMain.cpp來處理windows編程中有關窗口的一些問題。這樣，我們在該文件中應該完成創建窗口，處理基本消息（比如按“esc”退出等），控制程序退出等。遊戲過程中窗口的消息是不是也要在這處理呢？當然，不過遊戲當中的窗口就不僅是windows窗口了，顯示部分要靠DirectDraw來控制，那麼我們只好在WinMain.cpp中調用相關的模塊來處理。這麼看來，在WinMain.cpp中幾乎囊括了整個流程,不錯，它就控制了程序的整個框架，為你的程序內核提供了一個平台。平台有了，那麼下一步，GameMain.cpp要誕生了，這個主要用來控制整個遊戲的各個組件，協調各部分工作，完成遊戲設置初始化，遊戲中消息循環，控制遊戲退出。你的才華就在這兒來盡情的發揮了。一般，遊戲程序會有幾個固定的組件的：顯示，音樂，信息輸入。在DirectX中提供了很方便的組件DirectDraw，DirectSound和DirectMusic，DirectInput。相應的我們建立MyDirectDraw.cpp，MyDirectAudio.cpp，MyDirectInput.cpp來控制各部分組件的相應功能。
顯然，這3部分都是為GameMain.cpp服務的，被GameMain.cpp調用。那麼我們可以看出我們的程序應該包括的文件及其包含關系為：
（圖表顯示不出來了，555）
程序文件怎麼去組織，應該由這個表可以看出來。這麼一看，我們發現，WinMain.cpp好像是一個投資者，提供開發平台，他只關注整個項目總的進程，不關注細節。GameMain.cpp好像個項目負責人，整個項目的細節過程由他來策劃，來控制，向上與WinMain.cpp交互，來完成項目，向下協調MyDirectDraw.cpp，MyDirectAudio.cpp，MyDirectInput.cpp之間的工作。MyDirectDraw.cpp，MyDirectAudio.cpp，MyDirectInput.cpp這三個家伙就是員工了，負責各自的工作，完成相應的功能給GameMain.cpp。
組織程序應該就是這麼個思路，當然具體問題具體分析。那麼我們下面來開始看DirectDraw部分了。
首先，做準備工作，安裝DirectX SDK，在VC中添加dxguid.lib和ddraw.lib（本來不想說這個，看到有個教程，它少加了dxguid.lib，鬱悶了我好一陣子，害人頗深感覺）這樣，directdraw程序才能通過編譯。提一下，dxguid.lib中定義了DirectX中會用到的所有全局句柄，ddraw.lib是DirectDraw使用的函數庫。
下面就可以寫代碼了，這裡我們當然主要看MyDirectDraw.cpp該怎麼寫了
為此，我選出了幾個源代碼，做參考研究，它們會與本文一起打包。
我還是習慣先從整體上鳥瞰一下：
一般，在MyDirectDraw.cpp(注意不要忘記引用頭文件ddraw.h)中至少要有兩部分：初始化和結束。先看初始化，所謂初始化無非是個準備工作，需要的東西定義創建出來擺在手邊以備後用。來看看初始化函數intMyDirectDrawInit（void）該怎麼寫。首先定義一個指向DirectDraw對象的指針，創建DirectDraw對象，查詢以獲取最新的DirectDraw接口，設置協作等級，設置顯示模式。通過這些步驟可以創建一個黑色的屏幕了，也就是說已經開闢了我們需要的空間了，當然DirectDraw程序的初始化不會這麼簡單。要操作2d圖形，我們還要接著創建主頁面和緩衝頁面以及離屏頁面，總之根據需要，凡是需要在操作前需要準備好的東西都可以放在這裡。那麼結束 int MyDirectDrawShut（void）就應該釋放我們開闢的東西，一般要釋放主頁面指針，和DirectDraw接口等。
大體就是這麼個樣子，go on，該細一點了，呵呵
先定義指針：LPDIRECTDRAW lpDDraw_temp；代表整個顯示系統
創建對象： if (FAILED(DirectDrawCreate(NULL, &lpDDraw_temp, NULL)))
{
MessageBox(NULL,TEXT("Direct Draw Create error!"),
TEXT("Wrong!"),MB_OK);
return(0);
}
這裡用了一個FAILED宏來檢測是否創建成功，這可以幫我們跟蹤錯誤。
函數DirectDrawCreate(NULL, &lpDDraw_temp, NULL)完成創建，第一個參數是顯示驅動的全局唯一標志符，這裡null表示目前的顯示設備；第二個參數用來接受創建出來的DirectDraw對象地址，這裡用&lpDDraw_temp接受；第三個參數？不要問，就給它null，不想惹麻煩的話。
查詢DirectDraw接口：if(FAILED(lpDDraw_temp->QueryInterface(IID_IDirectDraw7, (LPVOID *)&lpDDraw7)))
{
MessageBox(NULL,TEXT("DirectDraw QueryInterface error!"),
TEXT("Wrong!"),MB_OK);
return(0);
}
通過QueryInterface()方法來獲取新接口，這裡是IDirectDraw7而不是IDirectDraw8，指向IDirectDraw7的指針放在lpDDraw7中，這是個全局變量，可以這樣定義LPDIRECTDRAW7 lpDDraw7＝NULL；
順便說一下，一般情況下你是應該知道你使用的接口的，這和SDK有關，所以說這一步不是必須的。
設置協作等級： if (FAILED(lpDDraw7->SetCooperativeLevel(main_window_handle, DDSCL_FULLSCREEN | DDSCL_ALLOWMODEX | DDSCL_EXCLUSIVE | DDSCL_ALLOWREBOOT)))
{
MessageBox(NULL,TEXT("DirectDraw SetCooperativeLevel error!"),
TEXT("Wrong!"),MB_OK);
return(0);
}
決定你這個程序和windows的關系，它向windows申請所用資源，比如它要全屏，獨佔等。第一個參數是主窗口句柄，就是你WinMain（）中創建的那個了，第二個參數有幾個控制標志，常用的用法如下：
DDSCL_FULLSCREEN：全屏模式，必須和DDSCL_EXCLUSIVE同時使用
DDSCL_EXCLUSIVE：請求獨佔級別，須和DDSCL_FULLSCREEN同時使用
DDSCL_ALLOWREBOOT：允許系統檢測ctrl+alt+del按鍵消息（這很有用）
我想，這三個就夠用了，其他的就先不用管了
設置顯示模式：if(FAILED(lpDDraw7->SetDisplayMode(800, 600, 16,0,0)))
{
MessageBox(NULL,TEXT("DirectDraw SetDisplayMode error!"),
TEXT("Wrong!"),MB_OK);
return(0);
}
遊戲中要使用的顯示模式可能和用戶當前顯示模式不一樣，要在此統一設置SetDisplayMode（）強制使用它設置的模式，它的前三個參數很容易懂吧，第四個，用0表示使用默認的刷新率，第五個參數這裡是0，有書上說必須用DDSDM_STANDVGAMODE（可以理解，只是不知道這個0什麼意思，我想應該是default的意思吧。
到此為止，我想已經創建出來我們需要的空間了，以後，隨著我們要求的提高，再逐步完善初始化函數，now看看結束函數：
釋放接口： if (lpDDraw7)
{
lpDDraw7->Release();
lpDDraw7 = NULL;
}
以後還要釋放主頁面，緩衝頁面等，需要注意一點的是一定要釋放你申請的資源，這是個好習慣，更應該注意的一點是先創建的一定要後釋放，因為後創建的可能是在先創建的環境下工作的。
到此為止，我們只是做好了最基礎的準備工作，什麼還都不能做呢
想做點什麼嗎？歇會吧，說點不得不說的題外話：
那麼我們來看看顏色吧。有關色彩，分這麼幾種，256色（8位的），16位增強色，24位真彩和32位真彩。256色估計很少用了，16位目前還是主流，所以我們著重看一下16位增強色，通常16位增強色有兩種格式：5.5.5和5.6.5，一般用RGB表示法表示。其中：
5.5.5格式，最高位為Alpha位，表示是不是透明，其餘15位表示顏色，紅綠藍各5位，這種格式可以表示32786種顏色。通過宏
＃define _RGB16BIT555(r,g,b)((b%32)+((g%32)<<5)+((r%32)<<10))來轉變成5.5.5格式
對5.6.5格式，顯然，紅藍各5位，綠6位，這樣可以表示65536種顏色，同樣，宏
＃define _RGB16BIT565(r,g,b) ((b%32)+((g%64)<<6)+((r%32)<<11))來轉變成5.6.5格式
中間的移位我也搞不清楚是怎麼回事，姑且先不看了，看的越多可能越胡塗哦
那麼到底該用哪種格式？看機器了，大部分可以用5.6.5，當然你可以檢測一下，至于怎麼檢測嘛，我就不說了，查查相關資料就可以了。24位呢？紅綠藍各8位唄，32位？添個Alpha位，其餘同24位。好了顏色就說到這裡。
下面想幹嘛？想在屏幕上搞點顏色出來，參看附的源代碼code1
你會不會發現我們還應該在上面的基礎上添點什麼？對，應該在初始化函數裡創建頁面,也就是DirectDrawSurface對象，那它和DirectDraw對象什麼區別？DirectDraw對象，我們知道是表示整個顯示系統，也就是你的顯卡和顯屏構成的那個系統，你能在顯示器屏幕上直接畫點東西嗎？不行，顯屏上的東西是通過顯存和內存操作把裡面的東西顯示出來，那麼相對應于顯屏，內存中就應該有一張矩形白紙供你作畫，然後才能把它在顯屏上顯示。那張白紙就是DirectDrawSurface對象，代表了顯存或內存裡的一個連續的線性的數據區。這個數據區可以被代表顯示硬件的DirectDraw對象所識別和確認。一般，可以創建的頁面有4種，我們常用的有主頁面（primary surface）和離屏頁面（offscreen plain）先說主頁面，就是一塊顯存，在主頁面中的圖形會顯示到屏幕中，直接在主頁面上操作會有個問題，數據一多，圖象就會不連續，為此可以採用緩衝技術，即建立一個Back buffer（後台緩衝），說白了，就是在內存中再開闢一塊區域，和主頁面的區域對應，這樣就可以不直接操作主頁面，先把數據寫入到這裡，然後通過換頁成為可見。離屏頁面不同了，它是和主頁面一模一樣的畫面，但是它永遠不在屏幕上表現出來，通常被用來存儲位圖，用于將後來的位圖圖象Blit到主頁面或後台緩衝上。那麼，我們來看一下這幾個頁面在工作當中的位置及作用：
（此處有一圖表，顯示不出來）
這樣，我們大體了解了頁面的作用，那麼初始化時就應該創建好，以等待到時對頁面的操作。于是我們的初始化函數中就應該再添加：
memset(&ddsd,0,sizeof(ddsd));
ddsd.dwSize=sizeof(ddsd);
//設置dwFlags，告訴DirectDraw哪些成員可用
ddsd.dwFlags = DDSD_CAPS | DDSD_BACKBUFFERCOUNT;
//定義ddsCaps.dwCaps，請求一個帶後台緩衝的主頁面
ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_PRIMARYSURFACE | DDSCAPS_COMPLEX | DDSCAPS_FLIP;
//定義設置後台緩衝的數量為1
ddsd.dwBackBufferCount = 1;
//創建主頁面
if (FAILED(lpDDraw7->CreateSurface(&ddsd, &lpDDprimary, NULL)))
{
MessageBox(NULL,TEXT("DirectDraw Create primary Surface error!"),
TEXT("Wrong!"),MB_OK);
return(0);
}
//設置ddsCaps.dwCaps
ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_BACKBUFFER;
//連接主頁面及後台緩衝
if (FAILED(lpDDprimary->GetAttachedSurface(&ddsd.ddsCaps, &lpDDback)))
{
MessageBox(NULL,TEXT("DirectDraw Create back Surface error!"),
TEXT("Wrong!"),MB_OK);
return(0);
}
在這裡，我們要定義幾個全局變量：
extern LPDIRECTSURFACE7 lpDDprimary;
extern LPDIRECTSURFACE7 lpDDback;
extern DDSURFACEDESC2 ddsd;
這是一個指向主頁面的指針，一個指向後台緩衝的指針，和一個頁面描述結構。不用說，這些定義你可以放在MyDirectDraw.h中。通過填充ddsd結構的成員來申明你所想創建的頁面的類型。這裡我們沒創建離屏頁面。用主頁面及後台緩衝可以完成一些相對簡單，數據不是很多的圖形顯示，數據過于復雜，就應該創建離屏頁面了。
相應的，在結束時，除了釋放DirectDraw7接口外，還要依次釋放後台緩衝指針和主頁面指針。還是提醒一下，先創建的一定要後釋放，不然你會死的很難堪的。怎麼去Release這些東西，看看code1中的代碼，很容易明白的。
順便我們看一下如何創建離屏頁面，看下面代碼：
DDSURFACEDESC2 ddsd;
LPDIRECTSURFACE7 lpDDopl; //這兩個定義不用說了吧
memset(&ddsd,0,sizeof(ddsd)); //清空結構內容
ddsd.dwSize=sizeof(ddsd); //設置大小
ddsd.dwFlags = DDSD_CAPS |DDSD_HEIGHT|DDSD_WIDTH;
ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_OFFSCREENPLAIN;//指定頁面類型
ddsd.dwWidth=600;
ddsd.dwHeight=800; //設置離屏頁面大小
if (FAILED(lpDDraw7->CreateSurface(&ddsd, &lpDDopl, NULL)))
{
MessageBox(NULL,TEXT("DirectDraw Create offscreen plain error!"),
TEXT("Wrong!"),MB_OK);
return(0);
} //創建離屏頁面
Okay！離屏頁面就創建好了，說一下，因為離屏頁面是個獨立的頁面，不隸屬于任何其他頁面，所以你必須指定它的大小。
關于頁面的創建我們就說到這，到這兒，是不是有一種萬事具備，只欠東風的感覺啊？
抬頭一看，天亮了，該睡覺了，睡醒咱們再接著說，先去呼呼了。
……n小時後……
好了，既然只欠東風，我們就來說東風。
簡單的畫圖，我們可以參看code1（在屏幕上打點）
有關頁面的運用的位圖的操作（作圖也就這兩個東西）我還組織不起來，無法把理解到的東西組織到程序中（汗！還沒真正理解，就好意思在這說）我也在學嘛，多理解幾遍，說不定就能夠組織了，那麼，那麼，我們只能像我看過的幾本資料一樣，來拆開來說了，開始照單全收的抄書。希望抄完後，能有點組織的眉目。
從以前那個頁面表，可以看出，這裡的操作無非是載入位圖，貼圖，翻頁顯示，以及對畫面進行剪貼。那我們一步步來說吧。這裡就事論事，就模塊論模塊，代碼段和以前的文件沒多大關聯了。大家看不明白了不要罵我，理解萬歲。
先看載入位圖，即將位圖load到離屏頁面中,要通過windows的HDC來進行存取，用windowsAPI配合DirectX來完成。我們看代碼段：
HDC hdc，hdc1； //聲明HDC對象，hdc用來存儲位圖，hdc1代表離屏頁面的DC
HBITMAP bitmap； //聲明HBITMAP對象
hdc=::CreateCompatatibleDC(NULL)；//建立與目前顯示模式兼容的DC（參數為null）
bitmap=(HBITMAP)::LoadImage(NULL,”bgroud.bmp”,IMAGE_BITMAP,640,480,LR_LOADFROMFILE);
//加載640*480的位圖
::SelectObject(hdc,bitmap); //使用windows函數設置hdc中的內容為bitmap
現在把位圖加載到了DC中，下面就要把DC中的位圖貼到離屏頁面中了
LPDIRECTSURFACE7 lpDDopl; //這個定義不用說了吧
HRESULT result；//幹嘛用的？往下看
lpDDopl->GetSurfaceDesc(&ddsd);//ddsd和我們前面定義過的一樣
result= lpDDopl->GetDC(&hdc1);//用GetDC（）來取得離屏頁面的DC
if(result!=DD_OK)
MessageBox(“取得暫存區DC失敗”);//是否取得成功，了解result做這個用
：：Bitblt（hdc1，0，0，ddsd.dwWidth,ddsd.dwHeight,hdc,0,0,SRCCOPY）;
//這個就是貼圖用的windows函數
lpDDopl->releaseDC(hdc1);//釋放離屏頁面的DC，一定要釋放
到此我們已經把位圖貼到離屏頁面中了，下面應該把離屏頁面DC中的位圖填充到back buffer中，然後通過換頁顯示出來。先來了解兩個DirectDraw的貼圖函數Blt和BltFast。這兩個函數的原型在老王翻譯的directx開發手冊中有詳細說明，在我主頁上可以down到，你可以查閱一下。這裡我簡單說一下：
HRESULT Blt( LPRECT lpDestRect, //目標頁面的區域，lpDestRect定義其左上右下點坐標
LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpDDSrcSurface,//源頁面指針
LPRECT lpSrcRect, //源頁面的區域
DWORD dwFlags,//控制標志，詳見老王的手冊
LPDDBLTFX lpDDBltFx)//圖形變換的信息結構，詳情請自己查閱
HRESULT BltFast( DWORD dwX, //目的區域左上x坐標
DWORD dwY, //目的區域左上y坐標
LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpDDSrcSurface，//源頁面指針
LPRECT lpSrcRect, //源頁面的區域
DWORD dwTrans，//轉換參數，見老王手冊
這兩者的差別就是Blt多了圖形放縮功能，但是BltFast效率較高，如何選用已經很清楚了。調用這兩個函數中的一個就能夠實現從離屏頁面到back buffer的貼圖，代碼如下：
lpDDback->BltFast(0,0,lpDDopl,CRect(0,0,640,480),DDBLTFAST_WAIT);
//lpDDback是我們以前聲明過的後台緩衝，CRect（…）是個CRect類的對象，如果我們已聲明了一個CRect rect；這裡就可用&rect來代替
單看貼圖這步操作，還是很easy的。
看起來好像離顯示只有一步之遙了啊，right，只要翻頁（flip）一下就okay了
先看翻頁函數：
HRESULT Flip( LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpDDDestSurface,//你想翻到的目標頁
DWORD dwFlags) //通常設為DDFLIP_WAIT
說明一下：第一個參數為null時，表示翻到目前頁面的所連接的下一個頁面。當換頁對象是可見的頁面，比如主頁面換頁鏈，進行換頁的Flip函數與系統CPU是異步執行的。這就是說，在這些可見的頁面上，調用Flip函數，它只是簡單的告訴顯示硬件該進行換頁了，並不需要等待換頁操作在硬件設備中實際完成後才返回。這是因為顯示硬件（顯示器）只有在完成一次垂直刷新後才能進行一次換頁。所以，Flip函數調用成功，並不意味著換頁已經完成，在實際的換頁操作進行之前，對即將成為主頁面的後台緩存是不能鎖定和進行Blit操作的。要讓Flip函數成為與系統CPU同步的操作，在調用時指定DDFLIP_WAIT標志即可
代碼同樣簡單：
lpDDprimary->Flip（NULL,DDFLIP_WAIT）;
小功告成，到這兒我們已經把一個指定的位圖bgroud.bmp在屏幕上顯示出來了，這個就可以作為你的遊戲的背景圖，比如潛水艇遊戲的那張大海圖。
需要說明一下的是，如果我們要在哪個頁面上操作（一般是back buffer），最好操作前先鎖定，用完再解鎖，防止其他GDI程序的幹擾。舉個例子:
lpDDback->Lock(NULL,&ddsd,DDLOCK-WAIT|DDLOCK_SURFACEMEMORYPTR, NULL); //鎖定後台緩衝
lpDDback->Unlock(NULL);//解鎖後台緩衝
把這兩句代碼分別添加到相應位置即可。
再往下我們該做什麼了？背景有了，應該引進我們的精靈了（精靈這個術語真是可愛），然後想想看如何能讓我們的精靈動起來。老實說，到這，我快崩潰了。下面的內容應該屬于陌生的部分吧（如果前面的內容我還有點熟悉的話）。好在我這個人是很執著的，所以只有繼續硬著頭皮往下寫了，理解不到位的地方還請大家包涵，同時希望大家指教。
先做做準備工作，去吃飯先，休息一會再來…………
……又是n個小時……
有飯吃的日子真爽啊，珍惜吧，朋友們：）深吸一口氣，let’s go on
運用DirectDraw來做動畫，我們把不同的圖片載入到離屏頁面中，然後定時貼入到back buffer中，翻頁顯示就出現動畫效果了。來看個例程：
（待續） From：活著為了遊戲 ─ GameRes Blog |
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