【 Visual C++】遊戲開發筆記之二——最簡單的DirectX，vc窗口的編寫

筆記一中我們介紹瞭如何用代碼創建空的win32窗口，然而創建空的win32窗口只完成了一半的工作，接下來要做的工作是設置Direct3D，從而可以在屏幕上渲染圖形。

Direct3D要調用很多函數才能成功設置API。一旦完成設置，並且設置成功，就可以向屏幕上渲染圖形。

下面是函數中設置Direct3D所需的最少代碼。

bool InitializeD3D(HWND hWnd, bool fullscreen)
{
D3DDISPLAYMODE displayMode;
// Create the D3D object.
g_D3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
if(g_D3D == NULL) return false;
// Get the desktop display mode.
if(FAILED(g_D3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &displayMode)))
return false;
// Set up the structure used to create the D3DDevice
D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
if(fullscreen)
{
d3dpp.Windowed = FALSE;
d3dpp.BackBufferWidth = 640;
d3dpp.BackBufferHeight = 480;
}
else
d3dpp.Windowed = TRUE;
d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
d3dpp.BackBufferFormat = displayMode.Format;
// Create the D3DDevice
if(FAILED(g_D3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &d3dpp, &g_D3DDevice)))
{
return false;
}
return true;
}

上段代碼中的InitializeD3D函數的參數有窗口句柄hWnd，標識窗口是否全屏的標識符fullscreen。窗口句柄是在調用CreateWindows()函數創建窗口句柄時，返回給WinMain（）函數的數值。InitializeD3D()函數開始先調用Direct3DCreat9()函數。Direct3DCreat9()函數將創建一個Direct3D接口對象，並返回該對象。該函數所帶的參數值爲D3D_SDK_VERSION。如果從該函數創建的接口不爲NULL（空），那麼接口創建成功。如果是NULL，那麼創建接口時就會出錯。其他步驟很大程度上取決於是否成功調用Direct3DCreat9()函數，所以一旦出現錯誤，就會立刻退出Direct3D初始化程序。

接下來調用的是GetAdapterDisplayMode()
函數。該函數將返回當前的顯示信息，如桌面分辨率（寬度和高度），顯示格式，顯示器的刷新頻率等。該函數的參數包括正在查詢的適配器以及保存信息的顯示模式對象。將D3DADAPTER_DEFAULT發送給函數，詳細說明代碼，通過這些代碼可以獲取想要的主顯卡信息。

檢索顯卡信息之後，函數接下來會創建D3DPRESENT_PARAMETERS對象。D3DPRESENT_PARAMETERS結構用於定義Direct3D窗口的顯示信息。這樣可以設置正在創建窗口的期望寬度和高度，刷新率，顯示模式爲全屏或窗口，後天緩存數目等。

D3DPRESENT_PARAMETERS結構體的定義：

typedef struct _D3DPRESENT_PARAMETERS_ {
UINT BackBufferWidth; //窗口寬度
UINT BackBufferHeight; //窗口高度
D3DFORMAT BackBufferFormat; //渲染後臺緩存的格式
UINT BackBufferCount; //想要用於渲染的後臺緩存總數
D3DMULTISAMPLE_TYPE MultiSampleType;
D3DSWAPEFFECT SwapEffect;
HWND hDeviceWindow;
BOOL Windowed;
BOOL EnableAutoDepthStencil;
D3DFORMAT AutoDepthStencilFormat;
DWORD Flags;
UINT FullScreen_RefreshRateInHz;
UINT FullScreen_PresentationInterval;
} D3DPRESENT_PARAMETERS;

D3DPRESENT_PARAMETERS結構體是的前兩個變量是BackBufferWidth（ 窗口寬度 ），BackBufferHeight（窗口高度）。接下來的變量BackBufferFormat代表渲染後臺緩存的格式。將D3DFMT_DEFAULT發送給該參數，就會得到所要用到的桌面格式。該參數可以接收的其他參數值分別是D3DFMT_A2R10G10B10(紅、綠、藍各10位，Alpha通道2位，總計32位)，D3DFMT_A8R8G8B8(紅、綠、藍Alpha各8位，總計32位)、D3DFMT_X8R8G8B8、D3DFMT_AIR5G5B5、D3DFMT_XIR5G5B5和D3DFMT_R5G5B5。

BcakBufferCount是想要用於渲染的後臺緩存總數。通常，使用一個後臺緩存和一個主緩存，使用多個緩存會使動畫更流暢，因爲後臺緩存上繪製內容，然後將結果複製到主緩存，主緩存將其顯示在屏幕上。如果所有的事情都在主緩存處理，那麼遊戲玩家在玩遊戲時，會看到正在刷新的屏幕，從而會產生視覺假象，破壞遊
戲的視覺效果。成員變量MultiSampleType、MultiSampleQuality和SwapEffect處理交換效果。hDeviceWindow是調用WinMain()中的CreateWindow()函數創建的窗口句柄。Windowed標識符用於指定創建的窗口是否是全屏窗口。

EnableAutoDepthStencil標識符用於設置是否用Direct3D管理緩存深度以及模板緩存。AutoDepthStencilFormat將深度和模板緩存設置爲BackBufferFormat可以使用的相同值之一。

結構中的最後三個變量分別是Flags、FullScreen_RefreshRateInHz和PresentationInterval。Flags標識符可以是D3DPRESENTFLAG_DEVICECLIP、D3DPRESENTFLAG_DISCARD_DEPTHSTENCIL和D3DPRESENTFLAG_LOCKABLE_ BUFFER或D3DPRESENTFLAG_VIDEO的任意組合。變量FullScreen_RefreshRateInHz存儲顯示器的刷新率。對窗口模式程序而言，該值必須爲0，但對全屏模式而言，該值取決於顯示器。對此，可以調用GetDisplayAdapter()函數獲取顯示模式。最後一個變量PresentationInterval處理可以顯示的交換鏈的後臺緩存的最大次數。交換鏈主要讓程序有多個窗口在桌面上同時顯示(每個渲染自己的窗口)本書不涉及交換鏈的討論，所以這裏將不使用該變量。程序清單1.3 InitializeD3D()函數中調用的最後一個函數是CreateDevice()。該函數主要負責創建Direct3D設備對象，該對象用於向屏幕渲染圖形。如果函數失敗，最後一個參數(對象被髮送給ppReturnedDeviceInterface)將爲NULL(空)。測試函數是否失敗的另一種方法是判斷函數的返回值是否是D3D_OK以外的其他值。如果不是D3D_OK，則意味着創建過程中出現了問題，而且不會按照給定的規格創建設備。下面的代碼給出了CreateDevice()的函數原型。

CreateDevice()函數原型代碼如下：

HRESULT CreateDevice( UINT Adapter,
D3DDEVTYPE DeviceType,
HWND hFocusWindow,
DWORD BehaviorFlags,
D3DPRESENT_PARAMETERS *pPresentationParameters,
IDirect3DDevice9 **ppReturnedDeviceInterface
);

CreateDevice()函數中的第一個參數是Adapter。該參數用於指定正在使用的顯卡。第二個參數DeviceType是一個標識符，用於指定Direct3D中的渲染方式。該參數的參數值可以是採用硬件渲染的D3DDEVTYPE_HAL、採用軟件渲染的D3DDEVTYPE_REF、不需要軟硬件支持的D3DDEVTYPE_NULLREF，或是採用要進行渲染工作的可插拔軟件的D3DDEVTYPE_SW。軟件渲染標識符允許運行Direct3D程序，它可以使用硬件不支持的特性。軟件渲染存在的問題是渲染速度慢，尤其是在開發遊戲時。

下一參數hFocusWindow也是一個窗口句柄。參數BehaviorFlags是標識符組合，用於指定設備的運行方式。

pPresentationParameter是一個指針，它指向該函數前面創建的D3DPRESENT_PARAMTERS結構。ppReturnedDeviceInterface是一個指針，它指向新創建的Direct3D設備對象。如果該對象爲NULL(空)，或是函數返回除D3D_OK以外的值，那麼Direct3D設備的創建失敗。

一旦完成Direct3D的設置和創建，就可以隨意渲染屏幕。初始化階段的CreateDevice()函數中創建的設備對象可以完成Direct3D中的渲染工作。渲染屏幕開始先要清屏爲指定的顏色，告知Direct3D將要開始繪製新場景，渲染想要渲染的物體，完成屏幕渲染，在屏幕上顯示渲染結果。代碼1.6給出了驗證這個過程的例子代碼。例子代碼創建簡單的顯示空白黑屏的函數。

在屏幕上繪製一個空白屏的代碼：

void RenderScene()
{
// Clear the backbuffer.
g_D3DDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET,
D3DCOLOR_XRGB(0,0,0), 1.0f, 0);
// Begin the scene. Start rendering.
g_D3DDevice->BeginScene();
// End the scene. Stop rendering.
g_D3DDevice->EndScene();
// Display the scene.
g_D3DDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
}

RenderScene()函數開始先清除後臺緩存。調用Direct3D設備對象的Clear()函數可以完成該工作。Clear()函數的參數包括：要清除的矩形數目(0代表清除整個屏幕)、定義想要清除的屏幕區域矩形鏈表(NULL代表整個屏幕)、標識要清除內容的標識符、清除後的顏色、要設定的深度值、設定模板緩存值。對標識符參數而言，D3DCLEAR_DEFAULT清除所有的渲染目標，D3DCLEAR_STENCIL清除模板緩存，而D3DCLEAR_ZBUFFER清除深度緩存。後面將會更多地介紹深度緩存。

一旦完成清除工作，渲染函數將調用設備對象的BeginScene()函數，在Direct3D中啓動一個新場景。在Direct3D中渲染任何圖形前，都必須先調用BeginScene()函數。一旦渲染完要渲染的物體，就調用設備對象的EndScene()函數結束渲染。記住：每個BeginScene()函數必須有一個與之對應的EndScene()函數。由於這裏只是繪製了一個空白窗口，所以在BeginScene()和EndScene()之間不需要添加任何代碼。

最後一步是在屏幕上顯示渲染結果。調用設備對象的Present()函數可以完成顯示。就目前的學習而言，Present()函數的參數可以全部設爲NULL(空)。第一個參數是正在顯示的原始矩形，如果不使用交換鏈，那麼該值必須爲NULL(空)。第二個參數是一個指針，它指向要渲染的最終矩形。第三個參數是正在顯示的窗口的窗口句柄。另外，由於沒有用到交換鏈，所以對正在使用的窗口句柄而言，該值設爲NULL(空)。這個正在使用的窗口句柄是在Direct3D初始化過程中爲D3DPRESENT_PARAMETERS對象設置的窗口句柄。Present()函數中的最後一個參數是緩存區域，它代表需要更新的最小區域。同樣，該參數涉及到交換鏈，也可以設爲NULL(空)。

既然可以使用Direct3D初始化和渲染屏幕，那麼剩下要做的工作是在退出程序時，釋放對象。在Direct3D中，會發現通常要在退出程序前釋放系統使用的內存，從而避免內存泄漏。所有要釋放的內存都可以通過調用對象的Release()函數釋放。Release()函數會減少對象的引用計數。如果引用計數降爲0，那麼系統就可以安全地從內存中刪除對象。如果對單個對象有多個引用，那麼必須牢記對所有的對象都要調用Release()函數，否則將不會釋放內存。要牢記的規則就是：如果創建了對象，那麼最終就要釋放該對象。下述代碼給出了在一個名爲Shutdown()的函數中釋放兩個Direct3D對象的方法。

釋放所有的Direct3D對象的代碼

void Shutdown()
{
if(g_D3DDevice != NULL) g_D3DDevice->Release();
if(g_D3D != NULL) g_D3D->Release();
g_D3DDevice = NULL;
g_D3D = NULL;
}

到這裏，基本的模塊都已經一目瞭然了，下面我們把他串聯起來，構成一個整體。

 完整的Blank Window演示程序代碼如下：

#include<d3d9.h>
#pragma comment(lib, "d3d9.lib")
#pragma comment(lib, "d3dx9.lib")
#define WINDOW_CLASS "UGPDX"
#define WINDOW_NAME "Blank D3D Window"
// Function Prototypes...
bool InitializeD3D(HWND hWnd, bool fullscreen);
void RenderScene();
void Shutdown();
// Direct3D object and device.
LPDIRECT3D9 g_D3D = NULL;
LPDIRECT3DDEVICE9 g_D3DDevice = NULL;
LRESULT WINAPI MsgProc(HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch(msg)
{
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
return 0;
break;
case WM_KEYUP:
if(wParam == VK_ESCAPE) PostQuitMessage(0);
break;
}
return DefWindowProc(hWnd, msg, wParam, lParam);
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInst, HINSTANCE prevhInst, LPSTR cmdLine, int show)
{
// Register the window class
WNDCLASSEX wc = { sizeof(WNDCLASSEX), CS_CLASSDC, MsgProc, 0L, 0L,
GetModuleHandle(NULL), NULL, NULL, NULL, NULL,
WINDOW_CLASS, NULL };
RegisterClassEx(&wc);
// Create the application's window
HWND hWnd = CreateWindow(WINDOW_CLASS, WINDOW_NAME, WS_OVERLAPPEDWINDOW,
100, 100, 640, 480, GetDesktopWindow(), NULL,
wc.hInstance, NULL);
// Initialize Direct3D
if(InitializeD3D(hWnd, false))
{
// Show the window
ShowWindow(hWnd, SW_SHOWDEFAULT);
UpdateWindow(hWnd);
// Enter the message loop
MSG msg;
ZeroMemory(&msg, sizeof(msg));
while(msg.message != WM_QUIT)
{
if(PeekMessage(&msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
else
RenderScene();
}
}
// Release any and all resources.
Shutdown();
// Unregister our window.
UnregisterClass(WINDOW_CLASS, wc.hInstance);
return 0;
}
bool InitializeD3D(HWND hWnd, bool fullscreen)
{
D3DDISPLAYMODE displayMode;
// Create the D3D object.
g_D3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
if(g_D3D == NULL) return false;
// Get the desktop display mode.
if(FAILED(g_D3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &displayMode)))
return false;
// Set up the structure used to create the D3DDevice
D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
if(fullscreen)
{
d3dpp.Windowed = FALSE;
d3dpp.BackBufferWidth = 640;
d3dpp.BackBufferHeight = 480;
}
else
d3dpp.Windowed = TRUE;
d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
d3dpp.BackBufferFormat = displayMode.Format;
// Create the D3DDevice
if(FAILED(g_D3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, hWnd,
D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &d3dpp, &g_D3DDevice)))
{
return false;
}
return true;
}
void RenderScene()
{
// Clear the backbuffer.
g_D3DDevice->Clear(0, NULL, D3DCLEAR_TARGET, D3DCOLOR_XRGB(0,0,0), 1.0f, 0);
// Begin the scene. Start rendering.
g_D3DDevice->BeginScene();
// End the scene. Stop rendering.
g_D3DDevice->EndScene();
// Display the scene.
g_D3DDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);
}
void Shutdown()
{
if(g_D3DDevice != NULL) g_D3DDevice->Release();
if(g_D3D != NULL) g_D3D->Release();
}

只要成功安裝了DirectX SDK，並配置好DirectX的開發環境，則萬事俱備。

我們先編譯該程序，然後運行它。我們可以看到一個640×480分辨率的空白窗口。

下面給出了運行後的窗口截圖：

以上就是本節筆記的全部內容。

本節源代碼請點擊這裏下載：【Visual C++】Code_Note_2

The end

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