DirectX学习手记（－）

					DirectX学习手记（－）
			       		HappyFire 2002/8/2

	题记：玩了很多的游戏,不禁萌发了自己做游戏的念头，于是7月份从网上收集了N多资料。7月20几号在家开始了闭关式的学习，
一直到昨天，我的第一个地图类封装完毕，并乘胜追击到凌晨3点，做好了地图编辑器的0.9版。早上起来觉得有点累(才睡了几个小时，
呵呵)，于是把这些天的学习经历回忆一下，权当是休息。这个过程是一个从对游戏编程一无所知到略识其理得过程，我想对于像我这样
的初学者应该有所帮助吧，至少可以少走些弯路。


一. 初识DirectX
	在放假之前，我拜读了金点时空softboy的《圣剑英雄传--英雄救美制作手札》一文。此文简述了RPG游戏的基本原理，通俗易懂，
看完此文使人觉得游戏制作并非遥不可及，强烈推荐！但此文并没有提到有关DirectX编程的方法。所以做游戏，还要先过DirectX关。
于是我花了一天的时间，通读了老王翻译的《DirectX中文手册》，并分析了几个例程，在加上一个多星期的编程经历，总算有了一点感觉。

1.基础中的基础
	既然我们讨论的是Windows平台下的游戏编程，当然要对Windows编程有所了解。我们使用的是Win32 SDK(API)编程。至于为什么
不用MFC? MFC是微软对API的封装（其实何止是封装），它适用于开发有统一程序架构和界面的大型商业软件，但其复杂的机制影响了速度，
这对于游戏编程是难以忍受的，因此基于C/C++的Win32API是我们必然的选择。（也听说有用VB开发的游戏，但那毕竟不是主流）。那么对
于Win32 API要掌握到什么程度呢？我想只要知道WinMain、窗口类、消息循环、窗口回调函数，能编个简单的HelloWorld就行了，至于GDI
只要稍作了解，而Windows的控件基本上用不到。这方面的文章很多，找几篇看看就行了。当然游戏编程不同于一般的编程，所以这其中也
有些变化，在下面我会提到的。

2.第一个DirectDraw例程
	学DirectX当然要先学习它最基本也是最重要的部分DirectDraw。DirectDraw是微软提供的Windows平台下高效的与硬件无关的图形
引擎，它提供对显存的直接访问...好了，闲话少说，来看看我的第一个例程（这是在手册上的第一个例程的基础上修改而成的）：

//-----------------------------------
//工程:helloDX
//文件:helloDX.cpp
//内容:第一个DirectDraw应用程序
//-----------------------------------

#include <windows.h>
#include <windowsx.h>
#include <ddraw.h>

//全局变量
LPDIRECTDRAW lpDD; //DirectDraw对象
LPDIRECTDRAWSURFACE lpDDSPrimary ; //DirectDraw主表面
LPDIRECTDRAWSURFACE lpDDSBack ; //后台缓冲表面

char szMsg1[]="我的第一个DirectDraw程序" ;
char szMsg2[]="按ESC退出" ;

BOOL bActive = TRUE ;
HWND hwnd ;

//函数声明
LRESULT CALLBACK WinProc ( HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) ;
BOOL InitWindow ( HINSTANCE hInstance, int nCmdShow ) ;
BOOL InitDDraw ( void ) ;	//初始化DirectX
void FreeDDraw ( void ) ;	//释放DirectX对象
void MainLoop ( void ) ;	//游戏主循环

//-------------------------------------------------------
//函数:WinMain()
//功能:Win32应用程序入口函数.进行初始化工作,处理消息循环
//-------------------------------------------------------
int WINAPI WinMain ( HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
					LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow )
{
	MSG msg ;

	//初始化主窗口
	if ( !InitWindow(hInstance,nCmdShow) )
		return FALSE ;

	//初始化DirectDraw环境,并实现DirectDraw功能
	if ( !InitDDraw() ){
		MessageBox ( GetActiveWindow(), "初始化DirectDraw过程中出错!", "Error", MB_OK ) ;
		FreeDDraw () ;
		DestroyWindow ( GetActiveWindow() ) ;
		return FALSE ;
	}

	while(1){
		if ( PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_NOREMOVE) ){	//如果有消息就处理消息
			if ( !GetMessage(&msg, NULL, 0, 0 ) ) 
				return msg.wParam;
			TranslateMessage ( &msg ); 
			DispatchMessage ( &msg );
		}
		else if(bActive){	//如果程序处于激活状态，进入游戏主循环
			
			MainLoop(); 
		}
		//等待消息
		else WaitMessage();
	}
	return msg.wParam ;
}

//--------------------------------------
//函数:InitWindow()
//功能:创建主窗口
//--------------------------------------
static BOOL InitWindow ( HINSTANCE hInstance, int nCmdShow )
{
//	HWND hwnd ; //窗口句柄
	WNDCLASS wc ; //窗口类结构

	//填充窗口类结构
	wc.style = 0 ;
	wc.lpfnWndProc = WinProc ;
	wc.cbClsExtra = 0 ;
	wc.cbWndExtra = 0 ;
	wc.hInstance = hInstance ;
	wc.hIcon = LoadIcon ( hInstance, IDI_APPLICATION ) ;
	wc.hCursor = LoadCursor ( NULL, IDC_ARROW ) ;
	wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(BLACK_BRUSH) ;
	wc.lpszMenuName = NULL ;
	wc.lpszClassName = "dxHello" ;

	//注册窗口类
	RegisterClass ( &wc ) ;
	//创建主窗口
	hwnd = CreateWindowEx ( 0, "dxHello", "", WS_POPUP, 
		0, 0, GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN), GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN),
		NULL, NULL, hInstance, NULL ) ;

	if ( !hwnd )
		return FALSE ;
	ShowWindow ( hwnd, nCmdShow ) ;
	UpdateWindow ( hwnd ) ;

	return TRUE ;
}

//--------------------------------------------------
//函数:WinProc()
//功能:处理主窗口消息
//--------------------------------------------------
LRESULT CALLBACK WinProc ( HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
	
	
	switch ( message ){
	
	case WM_ACTIVATEAPP:
		bActive = wParam;
		break;
	
	case WM_KEYDOWN: //击键消息
		switch ( wParam ){
		case VK_ESCAPE:
			PostMessage ( hWnd, WM_CLOSE, 0, 0 ) ;
			break ;
		}
		break ;

	case WM_SETCURSOR:
		SetCursor ( NULL ) ;
		return TRUE ;

	case WM_DESTROY: //退出消息
		FreeDDraw () ;
		PostQuitMessage ( 0 ) ;
		break ;
	}
	
	//调用缺省消息处理过程
	return DefWindowProc ( hWnd, message, wParam, lParam ) ;
}

//----------------------------------------------------------------
//函数: InitDDraw()
//功能: 初始化DirectDraw环境并实现其功能.包括:创建DirectDraw对象,
//设置显示模式,创建主表面
//----------------------------------------------------------------
BOOL InitDDraw (void)
{
	DDSURFACEDESC ddsd ; //表面描述
	DDSCAPS ddscaps ;
//	HDC hdc ; //设备环境句柄

	//创建DirectDraw对象
	if ( DirectDrawCreate(NULL,&lpDD,NULL)!=DD_OK )
		return FALSE ;
	//取得独占和全屏模式
	if ( lpDD->SetCooperativeLevel(GetActiveWindow(),DDSCL_EXCLUSIVE|DDSCL_FULLSCREEN)!=DD_OK )
		return FALSE ;
	//设置显示模式
	if ( lpDD->SetDisplayMode(640,480,8)!=DD_OK)
		return FALSE ;
	//填充主表面信息
	ddsd.dwSize = sizeof(ddsd) ;
	ddsd.dwFlags = DDSD_CAPS|DDSD_BACKBUFFERCOUNT ;
	ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_PRIMARYSURFACE|DDSCAPS_FLIP|DDSCAPS_COMPLEX ;
	ddsd.dwBackBufferCount = 1 ;
	//创建主表面对象
	if ( lpDD->CreateSurface(&ddsd,&lpDDSPrimary,NULL)!=DD_OK )
		return FALSE ;
	//提取后台缓存表面指针
	ddscaps.dwCaps = DDSCAPS_BACKBUFFER ;
	if ( lpDDSPrimary->GetAttachedSurface ( &ddscaps, &lpDDSBack )!=DD_OK )
		return FALSE ;

	
	

	return TRUE ;
}

//-------------------------------------------------------
//函数:FreeDDraw()
//功能:释放所有的DirectDraw对象
//-------------------------------------------------------
void FreeDDraw(void)
{
	if ( lpDD!=NULL ){
		if ( lpDDSPrimary!=NULL ){
			lpDDSPrimary->Release() ;
			lpDDSPrimary = NULL ;
		}
		lpDD->Release() ;
		lpDD = NULL ;
	}
}


//-------------------------------------------------------
//函数：MainLoop()
//功能：游戏主循环
//-------------------------------------------------------
void MainLoop (void)
{
	static int i = 0;
	HDC	hdc ;

	//后台缓冲表面上的操作
	if ( lpDDSBack->GetDC(&hdc)==DD_OK ){
		SetBkColor ( hdc, RGB(0+i,255-i,0+i) ) ;
		SetTextColor ( hdc, RGB( 0+i,0+i,255-i) ) ;
		TextOut ( hdc, 220, 200, szMsg1, lstrlen(szMsg1) ) ;
		TextOut ( hdc, 280, 220, szMsg2, lstrlen(szMsg2) ) ;
		lpDDSBack->ReleaseDC (hdc) ;
		i+=10 ;
		if ( i>255)		i=0 ;
	}
	if (lpDDSPrimary->Flip(NULL,0)!=DD_OK){		//一经Flip，两个表面的指针互换！lpDDSPrimary指向后台表面，所以
		FreeDDraw() ;				//你就看到刚才在后台表面上写的字了，而lpDDSBack指向了原来的前台主表面
		PostQuitMessage(0);			//把它掉到后台进行操作	
	
	}

}

3.例程详解

初次看这个程序，可能会觉得有点复杂，先让我们看看这个程序能做什么。在VC++6.0中建一个名helloDX
的Win32 Application工程，新建一个空白的cpp文件helloDX.cpp，把这断代码粘贴上去。先别急着运行，还要把DirectDraw库添加到工程中。
方法是在菜单project中选Setting，打开project setting对话框，在右面的link选择卡里面的对象/库模块里添加ddraw.lib，确定就行了。
下面运行程序，你看到了什么？

我们先分析一下这个程序的结构，首先它是一个典型的Win32 API程序，有WinMain和WinProc两大块组成。但稍微有点不同的是，它对于消息
循环的处理采用了Peek方式：
while(1){
		if ( PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_NOREMOVE) ){	//如果有消息就处理消息
			if ( !GetMessage(&msg, NULL, 0, 0 ) ) 
				return msg.wParam;
			TranslateMessage ( &msg ); 
			DispatchMessage ( &msg );
		}
		else if(bActive){	//如果程序处于激活状态，进入游戏主循环
			
			MainLoop(); 
		}
		//等待消息
		else WaitMessage();
	}
函数PeekMessage判断消息队列中是否有消息，如果有就处理消息，如果没有再判断程序是否激活，如果激活就进入游戏主循环，如果没有激
活就什么都不做，等待消息产生。这个循环不断进行下去，直到窗口收到WM_QUIT消息。在进入这个循环之前，我们初始化了窗口（注册窗口
类，建立窗口），注意在建立窗口时我们指定窗口样式为WS_POPUP，这样就不会出现窗口边框标题栏什么的了。而且窗口的大小指定为显示
器屏幕的大小，因为我们要实现的是全屏的DirectDraw编程。初始化窗口之后我们初始化了DirectDraw环境并建立了DirectDraw对象（下面
将详细说明），这样程序就可以使用DirectDraw进行图形输出了。

下面介绍我们的主角DirectDraw。你一定注意到了程序开头的全局变量声明：
LPDIRECTDRAW lpDD; //DirectDraw对象
LPDIRECTDRAWSURFACE lpDDSPrimary ; //DirectDraw主表面
LPDIRECTDRAWSURFACE lpDDSBack ; //后台缓冲表面
这个LPDIRECTDRAW就是DirectDraw对象的类型了（我们姑且把它作为一个类型好了，其实它是一个COM接口，这个我也不怎么懂:)），程序中
至少有一个LPDIRECTDRAW类型的对象，它是建立其他对象的基础，两个LPDIRECTDRAWSURFACE类型的对象被称为是DirectDraw表面。lpDD对应
着你的显卡，lpDDSPrimary,lpDDSBack这样的对象对应着显存（或主存）中的一块区域。建立DirectDraw表面的时候可以指定它的类型，这里
的lpDDSPrimary是主表面，也是前台你能看到的表面（它被显示到屏幕上），lpDDSBack是后台缓冲表面，它是附带于lpDDSPrimary的。当然
也可以创建不带后台缓冲表面的主表面（手册的第一个例程就是），也可以创建带多个后台缓冲的主表面。在这里我介绍最最常用的带一个缓
冲的主表面。建立主表面之前，我们必须先建立DirectDraw对象，就是这里的lpDD，请看InitDDraw函数的内容。函数DirectDrawCreate(NULL,
&lpDD,NULL)创建了一个LPDIRECTDRAW对象，这个函数的具体用法可以查相关资料我就不在赘述了。建立lpDD后还要设置DirectDraw的环境，
具体就是这里的取得独占和全屏模式和设置显示模式，注意SetDisplayMode的第三个参数8不是颜色8色，而是色深度为8位，即256色。然后是
建立主表面，先要填写一个DDSURFACEDESC表面描述结构体，
ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_PRIMARYSURFACE|DDSCAPS_FLIP|DDSCAPS_COMPLEX 指出要建立的表面是主表面，且能够filp（后面再说），
是带缓冲的复杂表面； ddsd.dwBackBufferCount = 1 指明缓冲表面数为1。一般都是这样填的，具体的可以查资料。填好后就可以通过lpDD
的CreateSurface方法创建主表面了。然后是后台表面...这里的代码怎么有点不同？我们不是通过填写 DDSURFACEDESC结构体，在通过
CreateSurface创建后台表面的！因为后台缓冲表面是同主表面联系在一起的，主表面创建好了它就自动创建好了，我们要作的是获取它的指针
以便去应用它！使用lpDDSPrimary->GetAttachedSurface，明白这里的AttachedSurface了吧！

至此所有的表面创建完毕，可以用来图形操作了。（顺便提一下，还有一种表面叫离屏表面，它上面的东西不会被直接显示到屏幕上，它的
作用是存放图像，然后把图像复制到后台表面上，即Blt，呵呵，以后再说...）

我们在什么地方用DirectDraw呢？当然是在游戏模块中，在这个程序中是MainLoop（MainLoop每个游戏都有，这是最简单的了）。在MainLoop
里面我们先是获取后台表面的设备环境句柄，然后用Windows的GDI写了几个字。再然后运用主表面的Flip方法，把前后台表面的指针互换，
这样你就看到刚才写的字了。由于MainLoop是不断循环执行的，而且我们通过静态变量i改变了字符的颜色，因此你看到的就是不断变色的字符
了。关于Flip一定要理解，其实就是指针互换，因此非常快！经过Flip，lpDDSPrimary指向后台表面，所以你就看到刚才在后台表面上写的字
了，而lpDDSBack指向了原来的前台主表面把它掉到后台进行操作（换个颜色在写一遍），然后再Flip回去，你再看到的字颜色就变了。明白
了吧？ 再多说几句，我们设置了lpDD为全屏模式，只有在这种模式下才能使用Flip，如果是窗口模式就只能Blt（Blt就是复制啊）了。

在程序结束之前不要忘了释放DirectDraw对象和表面对象，这里放在FreeDDraw()里面的，注意我没有释放后台表面，因为它随着主表面释放
了。