游戏开发新手入门之DirectX入门

51testing

☆ 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：CXSDKinclude）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，