51testing 发表于 2007-11-14 17:01:36

游戏开发新手入门之DirectX入门

☆ 简介
  今天我们要接触到令人敬畏的DirectX。它比Windows GDI要快好几倍,可用于不同的语言和多种平台,支持从绘制象素到高级3D图象,从播放简单声音到数字音乐,从键盘控制到反震手柄……它给你游戏编程所需的一切(有点夸张)。当然了,它是巨大的,需要好几本书才能含盖它的全部。先不要去担心我在这里所教给你之外的数不清的知识,毕竟我把你推到了起跑线上。
  
  阅读本章,你需要前几章的知识和C语言的知识,由于我们还要谈到组件对象模型(COM),它是面向对象系统的基础,你最好还要有一点儿C++的知识。没有也不太要紧,我在讲到这处时会照顾你的。反正你记住,使用DirectX并不需要多少C++的知识。开始吧!
  
  ☆ 什么是DirectX?
  DirectX是游戏制作者的API(Application Development Interface)。它是一组允许你直接控制计算机硬件设备的软件。如果你的硬件支持DirectX,并且你用硬件加速你的程序,这就意味着一个字——快。不用担心你的硬件知识,你不会真正的接触到它们。我们是通过硬件抽象层(HAL)和硬件仿真层(HEL)来保证设备无关性和让你的程序正常运行。
  
  DirectX由很多组件构成,每一个都有特定的用途。组件DirectDraw是最为重要的一个,因为所有的图形都要用到它,它是2D图形的引擎,3D图形也同样离不开它。DirectDraw是我们今天就要说的。其它的组件是:
  
  ▲ DirectSound:提供硬件和软件的声音混合与回放。
  
  ▲ DirectMusic:处理基于消息的音乐数据。它支持乐器数字接口(MIDI)并为创建交互式音乐提供创作工具。
  
  ▲ DirectPlay:使得通过调制解调器链接或通过网络来与应用程序相连成为可能。
  
  ▲ Direct3D:是一个三维图形包,它提供一个高级的保留模式(Retained Mode)接口,这使得你能够实现一个完整的三维图形系统。它还包含一个低级的即时模式(Immediate Mode)接口,使得应用程序获得对渲染管线的完全控制。
  
  ▲ DirectInput:为包括游戏杆、鼠标、键盘和游戏控制器在内的输入设备提供支持。它还为反馈游戏设备提供支持。
  
  ▲ DirectSetup:为DirectX提供了一个简单的安装过程。它简化了更新显示和音频驱动程序的过程,并且确保没有硬件或软件冲突的存在。
  
  ▲ AutoPlay:让你能够制作一张一旦插入驱动器就能自动安装的光盘。AutoPlay并非DirectX所独有,因为它是Microsoft Win32 API的一部分。
  
  组件对象模型(COM)是DirectX的基础,有一些技巧建立COM对象——别问我怎么做——但你知道一点点还是有好处的。我只是简单说一下,如果你有兴趣,具体的细节就自己查资料吧!可能下一节你有些困惑,但不要紧,我所说的你不用太明白,毕竟我们的目的是使用COM对象,这可比创建容易多了。
  
  ☆ 组件对象模型(COM)
  COM接口是DirectX技术的基础,没有COM就没有DirectX。(不用担心,你只需要对COM技术有一个粗浅的了解就可以使用DirectX——只要你在编写DirectX应用程序时遵循一定的步骤,甚至都可以在不了解COM的情况下使用DirectX。
  
  DirectX的大多数API都是基于COM结构的。COM为软件模块化和软件重用提供了最坚实的基础,它的最重要的概念就是接口(interface),接口是软件重用的最基本方法。更专业的说,接口是一系列操作的规范描述,即接口规范。
  
  所有的COM接口都是从Iunknown接口继承而来的,IUnknown接口是所有COM接口的根。IUnknown接口具有3个方法:
  
   QueryInterface():此方法查询新接口,并在新接口存在时返回之。
  
   AddRef():此方法在接口或其它应用程序连编到此COM对象上时将引用计数值递加1。
  
   Release():此方法将COM对象的引用计数递减1。当引用计数递减到0时,该COM对象自动释放。
  
  所有COM对象都具有这三个方法。虽然DirectX应用程序一般不需要考虑引用计数的问题,但引用计数确实是存在的,它已经由DirectX自动完成了。我们所要做的,就是创建DirectX对象,然后在使用完毕后调用Release方法释放引用。
  
  ☆ 设置
  用DirectX创建程序,你需要有三件主要的事要做。第一件事是COM对象本身,它们包含在.DLL文件里,这些.DLL文件需要在Windows里注册,这在安装DirectX软件包时已经完成了。这些对象是我们创建DirectX应用程序时用到的接口,例如IdirectDraw。但这还不够,因为在COM层上直接使用DirectX是令人沮丧的和乏味的。我们希望有更容易的办法解决它。利用静态库(.LIB文件)是个好办法,它是DirectX软件包的一部分,你可以从Microsoft免费获得。它有一个“打包”函数使你工作更轻松。使用DirectX的不同组件,你需要链接不同的静态库。例如你要使用DirectDraw组件,你就需要ddraw.lib。
  
  最后,你还需要DrectX头文件,它包含函数原形、宏、常量和你需要用到的各种类型。对于DirectDraw,这个头文件是ddraw.h。
  
  要确认你使用了正确的文件版本,你还得让编译器包含软件开发包的目录。具体的做法是:
  
  首先点击Tool菜单,选择Options,然后点击Directories,在Show Directories for 组合框下拉菜单中选择Include files,增加一个新的目录。将你的DirectX的路径填入。(例如:C:DXSDKinclude)然后将它移到列表的第一位,使编译时第一个寻找它(防止寻找老版本)。然后选择Show Directories for组合框下拉菜单中的Library files,方法同前,只是把include改成lib。现在,你已经设置完了DirectX。你仍然需要手动增加一些库文件到你的项目中,但先不急,我将在以后讲它。我们将使用DirectX 7.0。
  
  ☆ DirectX版本号
  你可能认为版本号没有什么好讲的,但我们确实要说一说。Microsoft在DirectX里创建了令人难以置信的科技,但它并不代表不使人迷惑。对于每一个DirectX版本,并不是所有的接口都一次次的升级。因此,尽管DirectX有了7个版本(我写文章时DirectX8.0正准备发布),但DirectDraw并没有7个版本。当DirectX6是最新版本时,DirectDraw的最新接口版本是IDirectDraw4,不是IDirectDraw6。现在最新的版本是DirectX7,所以我们要用IDrectDraw7。很奇怪,是不是?我想你已经明白了我的意思,请不用因为以后看到的感到困惑了。
  
  最后一件事。当我写这篇文章时,DirectX7是最新的可用版本,但或许现在你已经有了DirectX8,并且或许你还听说了,DirectDraw将不再升级了,取代它的是DirectX Graphics,这是一个功能强大的图形API。但DirectDraw不升级就意味着我们不学习它了,毕竟都离不开COM。如果你想用DirectX8的接口写2D的游戏,你需要用3D方法去创建2D观点。听起来很棒,是的,的确如此,因为使用3D接口将给你更多的硬件支持,例如阿尔发混合。但这也恰恰是个问题,如果机器没有相应的硬件设备,程序会以更慢的速度运行。
  
  DirectDraw是很容易学的。由于DirectX中的3D图形是基于DirectDraw的,3D应用程序在DirectDraw环境中执行;极少有应用程序专门使用3D。大多数程序使用3D函数对一些对象建模,而另一些对象,诸如背景和精灵,是以2D图形渲染的。所以本系列将使用DirectDraw。关于DirectX8,我还没有太多的了解,因此我只能对DirecX7做详细介绍。总的来说,你使用DirectX,还是离不开DirectDraw的。
  
  ☆ DirectDraw概述
  在你的程序中使用DirectDraw,你至少要做四件事,它们是:
  
  1、建立一个DirectDraw对象。
  
  2、设置协作等级。
  
  3、设置显示模式和色彩深度(全屏模式)。
  
  4、至少创建一个DirectDraw表面。
  
  在讲怎样完成以上步骤之前,先让我们了解一下每一步的含义。第一个,要创建一个DirectDraw对象,这意味着我们要建立一个指向IDirectDraw7接口的指针。这很简单,不是吗?有三种办法可以实现它,你可以直接使用COM,或使用DirectDraw的两个函数之一。三种办法各有千秋,我们过一会儿将详细介绍。第二个,设置操作等级。这可能对你来说比较新鲜。协作是由于Windows是一个多任务操作系统而产生的概念。意思是所有运行的程序都要随时告知Windows它们将要或正在使用的资源,这将保证你所要使用的资源不会被windows再分配给别的应用程序。不用担心,有一个很简单的函数完成它。
  
  第三个你是否有点熟悉?如果你要写一个全屏的程序,通常是游戏程序,你需要设置显示模式和色彩深度。在Windows的应用程序里做这些通常不是一个好主意,因为它能导致其它程序的同时运行出现问题。当你结束自己的程序时,你当然要恢复到改变前的状态。设置全屏模式,只是调用一个单独的DirectDraw的函数,程序结束后,要恢复原来的状态。
  
  最后,也是最重要的,是DirectDraw表面的概念。操纵表面是DirectDraw的全部。简单的说,DirectDraw表面是一个用于存储图象数据的线性内存区域。DirectDraw表面的大小就是以象素为单位,用宽和高来定义。所以你可以认为表面是一个用来画图的矩形区域。它有自己的接口,称作IDirectDrawSurface7。有三种主要的表面,我们将在本章和下一章分别用到它们。
  
   主表面:每一个DirectDraw应用程序都有一个主表面。主表面就相当于用户的显示器。它的内容是可见的。同理,主表面就是根据显示器的显示模式设定宽和高。
  
   后缓冲区:后缓冲区是紧随主表面的表面,但它不可见。它是动画没有闪烁的主因,通常,你在后缓冲区画好每一帧,然后把后缓冲区的内容拷贝到主表面,使它显示出来。由于它紧随着主表面,所以它的大小同主表面相同。(你就理解为楼上和楼下的关系)
  
   离屏缓冲区:它很象后缓冲区,
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