掌握 DirectX 和 DirectInput ——力反饋游戲桿

???? 不知不覺中，Windows下的游戲和多媒體程序已經(jīng)開始流行。硬件變得越來越快，Windows也變得更加靈活。自從Microsoft發(fā)布了DirectX，游戲開發(fā)人員對其它平臺已經(jīng)越來越不感興趣了。許多游戲開發(fā)者也已經(jīng)將他們的開發(fā)工作完全移植到了Windows下。

???? 為PC開發(fā)游戲從來就沒有輕松過。從無數(shù)種顯示卡和聲卡中，開發(fā)者學會了在功能性和兼容性之間平衡的藝術(shù)。他們不得不處理象頁面切換、段內(nèi)存結(jié)構(gòu)和位操作這樣令人討厭的問題。并且隨著多人游戲的流行，開發(fā)者必須同時處理象網(wǎng)絡和通信等事項。DirectX引入后，游戲開發(fā)者變得輕松了。通過為開發(fā)者提供的DirectX對象，絕大多數(shù)討厭的工作已經(jīng)被簡化了。

???? 基于DirectX的程序是普通的Windows程序嗎？必須懂得COM嗎？為簡單的程序值得使用DirectX嗎？必須使用DirectX的全部組件嗎？這樣的問題肯定還有更多。

???? 本文將首先介紹DirectX，然后介紹DirectX的一個組件DirectInput的使用。演示程序說明了DirectInput的用法，著重介紹了其強大的反饋功能。

DirectX揭密

???? DirectX是一套為Windows程序提供對系統(tǒng)硬件更親密控制的組件。（表1列出了DirectX 5.0的組件及其作用）。那么，親密控制是什么意思呢？

表1：DirectX 5.0的組件

???? DirectX提供的硬件控制常常被描述成底層控制，這會使人聯(lián)想起位操作和其它討厭的事情。實際上，DirectX組件包含許多高層API，使得象復制位圖和播放聲音等復雜的工作變得相當簡單。用“為程序提供比過去更好的對硬件的控制”來形容DirectX更準確。這在Windows中是一個顯著的特性，因為在Windows中，資源是共享的，并由操作系統(tǒng)控制。

???? DirectX組件遵守稱為COM的二進制對象的工業(yè)標準。

開始DirectX

???? 下面從DirectX的安裝開始講起。大多數(shù)情況下，某個好玩的游戲就會為系統(tǒng)安裝DirectX。為得到最新的版本，應該從最新的Microsoft Platform SDK中將DirectX安裝到系統(tǒng)中。可以在http://www.microsoft.com/msdn站點或者MSDN光盤中找到platform SDK。缺省情況下，Microsoft Platform SDK被安裝到缺省驅(qū)動器根目錄下的\MSSDK目錄中。DirectX的頭文件安裝在\MSSDK\INCLUDE目錄中，Lib文件安裝在\MSSDK\LIB目錄中。

???? Platform SDK包含了一些非常好的DirectX例子和文檔。早期發(fā)布的DirectX文檔非常粗略而且有些是錯誤的，現(xiàn)在的版本已經(jīng)極大地改正了這一問題。最好要熟悉這些文檔。

???? 現(xiàn)在已經(jīng)為安裝利用DirectX的程序做好了準備。所幸的是，不必一次就處理DirectX的全部功能。DirectX是一套可以分別使用的組件。實際上，在編程概念中，DirectX的不同部分互相沒有聯(lián)系。它們僅僅是具有相同的設計風格和目標：使Windows的游戲編程變得容易。

???? 使用DirectX組件的程序有什么特殊的地方嗎？根本沒有。使用DirectX組件的程序是基于Win32的程序，它們使用普通Win32 API集，并且可以訪問所有可以獲得的操作系統(tǒng)工具。實際上，DirectX既可以用于GUI程序，也可以用于控制臺程序。可以直接用Petzold-style SDK編程開發(fā)程序，也可以用基本類庫，如MFC。總的說，唯一的要求是大多數(shù)DirectX組件在程序中需要HWND，所以至少要有一個窗口。

???? 雖然DirectX組件是分離的，但是每個組件的實現(xiàn)風格和使用都是相同的。DirectInput是學習DirectX的非常好的出發(fā)點，原因是DirectInput是最簡單的組件之一。

用力

???? 以后在游戲中要“用力”，這是電影《星球大戰(zhàn)》中的說法，因為DirectInput中加入了相當令人陶醉的力反饋支持。DirectX 5.0以前，DirectInput支持從鼠標和鍵盤讀取輸入，這是一個有用但卻令人厭煩的特性。DirectX 5.0中，DirectInput被擴充到支持具有以物理力的形式向用戶傳播反饋的能力的設備。

???? 如果不能立即理解上面的內(nèi)容，下面就用一個游戲進行解釋。假設你剛啟動了你最喜歡的超現(xiàn)實3D越野賽車游戲，正手握力反饋游戲桿。在起跑線上，你可以聽到賽車引擎的空轉(zhuǎn)聲，同時也能夠通過游戲桿感覺到賽車引擎的空轉(zhuǎn)！比賽開始后，你可以感覺到引擎高速旋轉(zhuǎn)的嗡嗡震動。當行駛到賽程中崎嶇的地段時，你將會不停的感覺到電子碰撞。賽車在整個賽場上撞來撞去，你的游戲桿也會如此。賽車車輪卡在車轍中導致賽車被拉向左邊，游戲桿也會被拉向左邊！整個過程中你可以感覺到每次顛簸、刮擦、撞擊和撞毀。

???? 現(xiàn)在，帶有支持DirectInput的Windows驅(qū)動程序的唯一的力反饋設備是Microsoft的SideWinder Force Feedback Pro。這一現(xiàn)狀不會持續(xù)太久，新設備以及現(xiàn)有設備的新驅(qū)動程序很快就會進入市場。

剖析DirectInput

???? DirectInput由三個對象組成：DirectInput, DirectInputDevice, 和DirectInputEffect (見表2)。DirectInput是一個高層的對象，通過DirectInput對象可以對相關(guān)的輸入設備進行基本的初始化和查找。DirectInput對象最終用來創(chuàng)建低層的DirectInputDevice對象。DirectX中的每個主要組件都采用相同的方法，首先創(chuàng)建高層對象，如DirectInput或DirectSound對象，然后創(chuàng)建低層對象與硬件進行實際的通信。

表2: DirectInput對象

???? DirectInput對象是三個對象中最容易理解的。實際上，它在一個接口形式IDirectInput (見表3)中只提供五個函數(shù)。這是DirectInput的一個非常重要的部分，因為這是出發(fā)點。

表3：IdirectInput接口

創(chuàng)建DirectInput對象

???? 為了創(chuàng)建DirectInput對象并得到其IdirectInput接口指針，應該在程序初始化階段使用兩種方法之一完成。

???? 第一種方法相當簡單。DirectX提供了一個助手函數(shù)DirectInputCreate來創(chuàng)建并初始化DirectInput對象。它與所有DirectInput的函數(shù)、接口和宏定義都在頭文件DINPUT.H中聲明。實際的函數(shù)體在DINPUT.LIB文件中。

DirectInputCreate如下定義：

HRESULT WINAPI DirectInputCreate(

? HINSTANCE hinst,

? DWORD dwVersion,

? LPDIRECTINPUT * lplpDirectInput,

? LPUNKNOWN punkOuter

);

???? 第一個參數(shù)是應用程序的實例。第二個參數(shù)是程序需要的DirectInput版本，通常使用DIRECTINPUT_VERSION宏，定義為當前版本。第三個參數(shù)最重要，如果對COM非常陌生的化就很難理解，它是指向IdirectInput接口的指針的地址。程序中應該定義一個LPDIRECTINPUT類型的變量（可以是全局的）并將其地址作為第三個參數(shù)傳遞給DirectInputCreate。

???? 最后一個參數(shù)叫作punkOuter，與COM技術(shù)中的聚合有關(guān)，可以用NULL安全的忽略。返回值是一個HRESULT，是COM的標準返回類型，可以將返回值與可能的返回值比較，也可以使用COM宏定義SUCCESS或FAILED來檢查。

???? 使用DirectInputCreate能夠容易地創(chuàng)建高層對象并得到其主接口指針。這是DirectX的又一個設計方法，每個DirectX組件都提供助手函數(shù)來創(chuàng)建高層對象，例如DirectInputCreate或DirectDrawCreate。在程序中可以用這些助手函數(shù)創(chuàng)建DirectX對象，然而，這些函數(shù)實際上創(chuàng)建的是COM對象。這個工作也可以用叫作CoCreateInstance的標準Win32 API函數(shù)來完成。這就引出了創(chuàng)建DirectInput對象的第二中方法。

???? 在Win32中用CoCreateInstance創(chuàng)建COM對象非常普遍。如果程序中已經(jīng)使用CoCreateInstance創(chuàng)建了其他COM對象，開發(fā)者可能就會希望也用它來創(chuàng)建DirectX對象。因為COM對象在安裝時就在系統(tǒng)中注冊過，所以唯一需要知道的就是對象的GUID，用它來創(chuàng)建一個實例。創(chuàng)建DirectX對象需要的全部GUID都在頭文件中聲明，并在庫文件DXGUID.LIB中定義。可以將一個預定義的GUID傳遞給CoCreateInstance，讓Windows為你創(chuàng)建對象。

CoCreateInstance定義如下：

STDAPI CoCreateInstance(

? REFCLSID rclsid,

? LPUNKNOWN pUnkOuter,

? DWORD dwClsContext,

? REFIID riid,

? LPVOID * ppv

);

??? ?第一個參數(shù)是要創(chuàng)建對象的GUID，DirectX定義的GUID是叫作CLSID_DirectInput的GUID結(jié)構(gòu)變量。第二個參數(shù)是熟悉的pUnkOuter，同樣可以用NULL忽略。第三個參數(shù)dwClsContext定義COM對象在何處創(chuàng)建，DirectX只支持進程內(nèi)服務器，所以必須使用CLSCTX_INPROC_SERVER。

???? 第四個參數(shù)是兩種方法真正的不同之處。記住COM對象對外提供接口，與對象本身一樣，接口也用GUID識別。使用第一種方法，不能選擇得到的接口，總是得到IdirectInput。使用CoCreateInstance可以請求對象所支持的任何接口，方法是使用為接口預定義的GUID。但是在DirectInput這是沒有意義的，因為DirectInput對象的唯一有用的接口就是IdirectInput。其它DirectX組件支持多個有用的接口。（例如，DirectDraw對象可以用IdirectDraw或IDirectDraw2接口操作。）

最后一個參數(shù)是程序中接口指針變量的實際地址。

現(xiàn)在就擁有了對象和對象的一個接口。CoCreateInstance方法還需要另外一步：必須要首先調(diào)用一個接口函數(shù)初始化對象。DirectInputCreate提供的是一個已經(jīng)初始化過的DirectInput對象，但CoCreateInstance沒有特定于DirectInput的認識，因此必須調(diào)用IdirectInput接口的初始化成員函數(shù)。假設如下定義IdirectInput接口指針變量：

LPDIRECTINPUT g_lpDI

???? 可以如下調(diào)用初始化函數(shù)：

g_lpDI->Initialize( hInstance, DIRECTINPUT_VERSION);

???? 既然選擇采取這種標準方法創(chuàng)建對象，就不得不注意COM需要的其他標準，例如需要調(diào)用CoInitialize和CoUninitialize。

使用DirectInput對象

???? 一旦擁有了DirectInput對象，就可以用它來創(chuàng)建DirectInputDevice對象，來管理系統(tǒng)中特定的設備。創(chuàng)建DirectInputDevice對象要使用CreateDevice函數(shù)，它是作為IdirectInput接口一部分的五個函數(shù)之一。CreateDevice需要所請求設備的GUID，返回新DirectInputDevice對象的IdirectInputDevice接口指針。

HRESULT CreateDevice(

? REFGUID rguid,

? LPDIRECTINPUTDEVICE *lplpDirectInputDevice,

? LPUNKNOWN pUnkOuter

);

???? 這些內(nèi)容看起來很熟悉，因為它與CoCreateInstance和DirectInputCreate類似。但是，現(xiàn)在還沒有完全準備好開始DirectInputDevice對象，原因是在創(chuàng)建DirectInputDevice對象前需要該設備的GUID。

???? DirectInput庫為創(chuàng)建DirectInputDevice對象預定義了兩個GUID：GUID_SysKeyboard和GUID_SysMouse。將兩者之一直接傳遞給CreateDevice函數(shù)，就會得到相應設備的DirectInputDevice對象。

???? 注意，令人感到奇怪的是缺少對游戲桿的預定義GUID。在Windows中，通常都有系統(tǒng)鍵盤和系統(tǒng)鼠標，另一方面，系統(tǒng)本身并不使用游戲桿。可以安裝一個或者多個游戲桿，但系統(tǒng)管理的范圍只限于驅(qū)動程序級。系統(tǒng)并為這些設備指定特殊的系統(tǒng)狀態(tài)，也不會在日常事務中使用這些設備。因此，為游戲桿定義GUID對DirectInput來說是不合理的。

???? 那么，如何才能找到與系統(tǒng)連接的游戲桿的GUID呢？要得到它們，必須要列舉設備。列舉系統(tǒng)設備和性能在DirectX中相當普遍。要列舉系統(tǒng)中的輸入設備，需要使用EnumDevices函數(shù)。EnumDevices是IdirectInput接口的一部分，如下定義：

HRESULT EnumDevices(

? DWORD dwDevType,

? LPDIENUMCALLBACK lpCallback,

? LPVOID pvRef,

? DWORD dwFlags

);

???? 注意此函數(shù)與Windows中其它列舉API相同，例如EnumWindows。第二個參數(shù)是一個回調(diào)函數(shù)。第三個參數(shù)是程序中定義的32位值。第一個參數(shù)是想要列舉的設備類型，對游戲桿來說，是DIDEVTYPE_JOYSTICK（全部的設備類型列在表4中）。最后一個參數(shù)是詳細描述想要列舉的設備的標志。現(xiàn)在支持的標志是DIEDFL_ATTACHEDONLY和DIEDFL_ALLDEVICES（這兩個標志是互斥獨占的），此外還有DIEDFL_FORCEFEEDBACK，此標志表示力反饋設備，能夠和另兩個標志位或操作。

圖4：定義列舉的輸入設備

???? 以下定義的值可以傳遞給EnumDevices來選擇列舉哪種類型的輸入設備。另外也支持子類型，見SDK中DIDEVICEINSTANCE結(jié)構(gòu)的文檔。

???? 當EnumDevices列舉系統(tǒng)中的輸入設備時，反復地調(diào)用回調(diào)函數(shù)。回調(diào)函數(shù)定義如下：

BOOL CALLBACK EnumProc(LPCDIDEVICEINSTANCE lpddi,LPVOID pvRef) ;

???? 因為回調(diào)函數(shù)是由用戶程序定義并傳遞給EnumDevices的，所以是調(diào)用CreateDevice的最合適地方，直到創(chuàng)建了滿足需要的足夠DirectInputDevice對象為止。但是回調(diào)函數(shù)并非一定要如此實現(xiàn)，可以簡單的將列舉設備的所有GUID保存在一個表中，在以后的代碼中使用。

???? 回調(diào)函數(shù)接受兩個參數(shù)。第二個參數(shù)是程序定義的傳遞給EnumDevices的32位值。更重要的是，第一個參數(shù)傳遞指向一個結(jié)構(gòu)的指針，該結(jié)構(gòu)包含關(guān)于能夠與列舉標準匹配的單個設備的許多信息。這是一個DIDEVICEINSTANCE結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)中最重要的一條信息是設備的GUID，保存在結(jié)構(gòu)的guidInstance成員中。

???? 當程序中完全完成DirectInput有關(guān)的工作后，就應該調(diào)用IdirectInput接口的Release成員。這就告訴DirectInput對象可以釋放自己了。在DirectX中，最好養(yǎng)成釋放對象的習慣，從低層對象開始，到高層對象結(jié)束。正常情況下程序會作為清除或者關(guān)閉的例行公事的一部分調(diào)用Release。這是使用每個DirectX組件的必要步驟，也是使用每個COM組件的必要步驟。

???? 現(xiàn)在已經(jīng)用CreateDevice成員函數(shù)獲得了DirectInputDevice對象的一個接口，為開始處理與系統(tǒng)連接的實際物理設備做好了準備。

使用DirectInputDevice對象

???? DirectInputDevice對象的每個實例都與系統(tǒng)中的特定設備相關(guān)。此對象提供了對系統(tǒng)硬件更多的控制和能力，從而使DirectX的允諾實現(xiàn)。下面討論擁有了DirectInputDevice對象后下一步干什么。

???? 擁有了IdirectInputDevice接口的一個接口指針，現(xiàn)在干什么？首先，設置設備的數(shù)據(jù)格式。通過調(diào)用SetDataFormat來完成，該函數(shù)是一個接口成員函數(shù)。設置數(shù)據(jù)格式包括無數(shù)可能的決定，包括軸信息、相對或絕對坐標信息、等等。所有這些細節(jié)通過一個叫作DIDATAFORMAT的結(jié)構(gòu)傳遞給此函數(shù)。實際上，SetDataFormat唯一的參數(shù)就是指向此結(jié)構(gòu)的指針。

???? 填寫這個結(jié)構(gòu)的細節(jié)會使人發(fā)憷。值得感謝的是這一工作并不是必須的，因為DirectInput已經(jīng)定義了幾個DIDATAFORMAT結(jié)構(gòu)變量，可以用于比較普通的輸入設備：c_dfDIKeyboard, c_dfDIMouse, c_dfDIJoystick, 和c_dfDIJoystick2。為普通的力反饋游戲桿設置數(shù)據(jù)格式，可以使用下面的調(diào)用形式：

lpdid->SetDataFormat( &c_dfDIJoystick ) ;

???? 在此例中，lpdid是指向IdirectInputDevice接口的指針。

???? 設置完設備對象的數(shù)據(jù)格式后，就需要設置設備的協(xié)作級別。因為協(xié)作級別在整個DirectX中很常見，所以這里要做一下說明。大多數(shù)直接處理系統(tǒng)硬件的DirectX對象在接口的成員中都有一個叫作SetCooperativeLevel函數(shù)。這個函數(shù)很重要，因為它定義了程序操縱與系統(tǒng)中其它進程有關(guān)的硬件的控制級別。同其它DirectX對象一樣，只有設置了協(xié)作級別才能使DirectInputDevice對象工作。要理解協(xié)作級別，就需要熟悉Acquire函數(shù)。調(diào)用此函數(shù)是為了獲得對物理設備的實際訪問（不要和邏輯上的DirectInputDevice對象混了）。相反的，Unacquire函數(shù)釋放對物理設備的訪問。

???? 下面是函數(shù)SetCooperativeLevel的定義：

HRESULT SetCooperativeLevel(

? HWND hwnd,????

? DWORD dwFlags?

);

???? hwnd是程序的主窗口。標志是下面一些值的或操作的結(jié)合： DISCL_BACKGROUND, DISCL_FOREGROUND, DISCL_EXCLUSIVE, DISCL_ NONEXCLUSIVE。

???? 如果標志參數(shù)中或上了DISCL_EXCLUSIVE，則當獲得設備后本程序就成為唯一允許訪問該物理設備的進程。另一方面，如果選擇了DISCL_NONEXCLUSIVE，那么系統(tǒng)中可以有多個進程同時協(xié)作獲得和使用該設備。如果或上了DISCL_BACKGROUND，程序?qū)⒉粫ノ锢碓O備。然而，象Ctrl+Alt+Del組合鍵被按下這樣的系統(tǒng)事件仍然能夠隱含地“unacquire”程序中的設備。如果使用了DISCL_ FOREGROUND，當不是活動窗口時，程序?qū)詣俞尫盼锢碓O備。這就是將程序主窗口句柄傳遞給SetCooperativeLevel的意義。DirectX根據(jù)窗口是否是系統(tǒng)當前活動窗口自動調(diào)整設備共享。

???? 那么所有這些值的意義是什么呢？下面舉個例子說明。如果力反饋游戲桿的協(xié)作模式是DISCL_FOREGROUND | DISCL_EXCLUSIVE，那么只要程序處于活動狀態(tài)，就能夠從游戲桿讀數(shù)據(jù)并播放力反饋效果（力反饋需要exclusive-level協(xié)作）。只要用戶一選擇其它程序，程序就失去對物理設備的控制，新激活的程序就能夠訪問該設備。這意味著在調(diào)試程序時，如果切換到調(diào)試器窗口，程序就會因為窗口變?yōu)榉腔顒拥亩τ螒驐U的控制。

???? 如果將同一游戲桿的協(xié)作級別設為DISCL_BACKGROUND | DISCL_EXCLUSIVE將會是什么情況呢？程序?qū)袝r間都能訪問游戲桿，不管窗口的狀態(tài)。但是現(xiàn)在系統(tǒng)中其它進程就不能獲得游戲桿，除非程序釋放了游戲桿，不管用戶在做什么！

??? 非常明顯，在正式發(fā)布的產(chǎn)品中應該使用DISCL_FOREGROUND | DISCL_EXCLUSIVE，而在調(diào)試版本中應該使用DISCL_BACKGROUND|DISCL_EXCLUSIVE。但是也不總是這樣選擇。例如，如果設備是系統(tǒng)鍵盤，那么DirectInputDevice想獨占使用而調(diào)用SetCooperativeLevel將會失敗。這是因為操作系統(tǒng)想要允許用戶自由地從一個程序切換到另一個程序。類似的，DirectInputDevice不會允許以協(xié)作級別DISCL_BACKGROUND|DISCL_EXCLUSIVE請求系統(tǒng)鼠標。Windows不希望一個程序能夠完全將用戶與操作系統(tǒng)的聯(lián)系切斷。

???? 在能夠從物理設備讀取信息或向物理設備發(fā)送信息之前，必須要用Acquire獲得設備。在臨時或永久結(jié)束設備使用時要明確地使用Unacquire函數(shù)釋放設備。但Unacquire并不是失去設備控制的唯一方法。

???? 如果設置協(xié)作級別時使用DISCL_FOREGROUND標志，那么程序的主窗口不再是系統(tǒng)中的活動窗口時設備將被明確釋放。這就是說，在程序調(diào)用Acquire和實際試圖從設備讀取信息之間，能夠失去對設備的占有。所以需要檢查返回值來捕捉這樣的錯誤，并準備好在任何時間重新獲得該設備。

???? 關(guān)于Acquire和Unacquire的決定性要點：當程序獲得獨占協(xié)作級別的設備時，DirectX擁有該設備。例如，如果鼠標被DirectX（獨占）獲得，那么程序窗口中的按鈕就不會對鼠標做出響應。這就是說，如果想讓Windows對設備響應，就應該釋放該設備。換句話說，如果不想讓DirectInput從設備中讀取數(shù)據(jù)，就調(diào)用Unacquire。

???? 設置完設備的協(xié)作級別后，接著應該為設備配置其它設置。獲得了設備后，接著就應該開始使用GetDeviceState函數(shù)輪流檢測輸入的數(shù)據(jù)。當完成與設備對象的操作后，調(diào)用Unacquire釋放DirectInputDevice對象。設備與設備之間存在細節(jié)上的差別；下面講解游戲桿和鍵盤，應該能為從其它設備讀取輸入提供足夠的基礎(chǔ)知識。

鍵盤

???? 鍵盤是到目前為止最容易讀取的設備。實際上，設置完數(shù)據(jù)格式、協(xié)作級別、獲得設備以后，就可以讀取鍵盤狀態(tài)了。讀取鍵盤狀態(tài)要使用IdirectInputDevice接口的GetDeviceState成員。GetDeviceState用關(guān)于物理設備的狀態(tài)信息組裝一個結(jié)構(gòu)，所組裝結(jié)構(gòu)的類型由前面對SetDataFormat的調(diào)用決定。對鍵盤來說，此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個簡單的256個字節(jié)組成的數(shù)組。每個字節(jié)對應于鍵盤上的一個鍵，如果某個鍵按下，相應字節(jié)的高位就被設置。

???? DirectInput定義了一套以DIK_XXX為前綴的常量，這些常量可以用來索引字節(jié)數(shù)組以找到關(guān)于特定鍵的數(shù)據(jù)。例如，如果要檢查右Shif鍵當前是否按下，可以使用DIK_RSHIFT定義：

GetDeviceState(256,(LPVOID) cKeyboardData) ;

if(cKeyboardData[DIK_ RSHIFT]&0x80)

??? DoWhatever() ;

???? CKeyboardData是256個字節(jié)的緩沖區(qū)。幾乎就是這么簡單，但是要記住，不管GetDeviceState在何時返回DIERR_INPUTLOST，就必須使用Acquire獲得設備。這種情況發(fā)生在每次用戶從程序切換離開的時候。

???? 還有一點很重要，就是能夠請求DirectInput緩沖鍵盤信息。這要求提供一個緩沖區(qū)并使用SetProperty為設備設置緩沖區(qū)大小。在本文中沒有篇幅討論這一技術(shù)，但這一技術(shù)在程序不能相當頻繁的檢查鍵盤狀態(tài)時非常有用。用戶有可能在程序中兩次GetDeviceState調(diào)用之間按下又松開了一個鍵，如果DirectInput不緩沖鍵盤數(shù)據(jù)的化，這種擊鍵動作就丟失了。

游戲桿

??? 游戲桿非常好玩。與其好聽的名稱（Joystick——原意為歡樂桿）相符，這種設備為游戲體驗添加了許多樂趣，同時也為程序員的體驗添加了一些東西。正常情況下，通過調(diào)用IdirectInput接口的CreateDevice成員得到IdirectInputDevice接口（和對象），這對游戲桿也適用。

??? ?但是開發(fā)人員都希望立即將接口升級到IDirectInputDevice2，那么可以象下面這樣使用QueryInterface調(diào)用請求CreateDevice返回新的接口：

hr = lpDIDeviceJoystickTemp->QueryInterface(???? IID_IDirectInputDevice2,

??? (void **) &g_lpDIDeviceJoystick);

???? 如果成功，就可以釋放原來的接口，開始使用漂亮的新IDirectInputDevice2接口。但是為什么要這么做呢？IDirectInputDevice2接口提供IdirectInputDevice的所有功能，而且還有另外兩個重要特性：支持查詢設備和支持力反饋設備。

???? 其次，需要設置上的一些考慮。還記得SetDataFormat定義了GetDeviceState返回的數(shù)據(jù)的類型。對于游戲桿設備，使用c_dfDIJoystick或c_dfDIJoystick2兩個預定義變量之一，將返回數(shù)據(jù)的類型設置為DIJOYSTATE或DIJOYSTATE2結(jié)構(gòu)。選擇哪種主要取決于要使用游戲桿哪種類型的特性。瀏覽這些結(jié)構(gòu)中的成員應該對弄清這個問題有幫助。

???? 同所有輸入設備一樣，要為游戲桿設置數(shù)據(jù)格式和協(xié)作級別。游戲桿往往比鍵盤需要更多一點注意。這是因為現(xiàn)在還幾乎沒有功能完美的游戲桿，所以程序應該檢查以確保控制的設備能滿足要求。如果不能，就調(diào)整要求或者提醒用戶游戲桿太落后！設備的能力可以并且應該調(diào)用IdirectInputDevice接口的成員函數(shù)GetCapabilities探測。

???? 這就引出了適用于所有DirectX組件的另一個討論點。DirectX為多種設備提供廣泛的支持。軟件開發(fā)環(huán)境和使用環(huán)境可能有很大差別，不同的計算機支持不同水平的DirectX功能。編寫好使用DirectX的軟件，需要檢查硬件的能力。最差的情況下，如果某個功能不支持，可以退出程序。最好的情況當然是程序能夠聰明地根據(jù)缺少的特性調(diào)整本身的需求。

???? 在開始從設備得到輸入之前，需要設置設備的特性。這些特性包括象返回值的范圍、游戲桿的中心點等此類的細節(jié)。這一工作由函數(shù)SetProperty完成，相當復雜。

???? SetProperty設置設備的一個特性。首先，必須使用關(guān)于要改變的設置的一些信息填寫一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。請參考Platform SDK中的文檔，得到所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個結(jié)構(gòu)都以一個DIPROPHEADER結(jié)構(gòu)開始，此結(jié)構(gòu)中填寫描述要改變的設置的信息。然后，用特定于所改變的設置的數(shù)據(jù)填寫結(jié)構(gòu)中剩余的部分。最后，調(diào)用SetProperty，參數(shù)是GUID和指向結(jié)構(gòu)中DIPROPHEADER部分的指針。下面的代碼片段將游戲桿的垂直范圍設置為–100到100：

DIPROPRANGE? dipRange ;

dipRange.diph.dwSize?????? = sizeof(dipRange);

dipRange.diph.dwHeaderSize = sizeof(dipRange.diph);

dipRange.diph.dwObj??????? = DIJOFS_Y;

dipRange.diph.dwHow??????? = DIPH_BYOFFSET;

dipRange.lMin????????????? = -100;

dipRange.lMax????????????? = +100;

g_lpDIDeviceJoystick->SetProperty( DIPROP_RANGE,?????? ????????????????????????????????? &dipRange.diph) ;

???? 此結(jié)構(gòu)中最難懂的部分是diph.dwObj和diph.dwHow。diph.dwHow描述diph.dwObj中保存何種信息。diph.dwObj實際描述哪個屬性被設置。大多數(shù)情況下，diph.dwHow的值是DIPH_BYOFFSET，diph.dwObj的值是傳遞給SetDataFormat的結(jié)構(gòu)中一個預定義的偏移。

???? 應該指出能夠列舉設備的對象，包括按鈕和其它特點。這一工作由EnumObjects函數(shù)完成。這樣做時，應該提供一個對象標志符。將此標志符傳遞給diph.dwObj成員，將diph.dwHow成員填寫為DIPH_BYID。

???? 在從設備讀取數(shù)據(jù)之前，至少要為設備的X和Y坐標軸設置最小和最大值。設置好設備屬性后，就可以獲得設備并開始從設備獲得數(shù)據(jù)。從游戲桿獲取數(shù)據(jù)與從鍵盤或鼠標獲取數(shù)據(jù)不同，因為游戲桿是查詢設備。

???? 鍵盤和鼠標會引發(fā)硬件中斷，由系統(tǒng)中的驅(qū)動程序處理，并用來更新通過調(diào)用GetDeviceState由DirectInput返回的數(shù)據(jù)。查詢設備（如大多數(shù)游戲桿）不產(chǎn)生硬件中斷，因此，DirectInput必須被告知從設備獲取狀態(tài)信息。這一工作通過調(diào)用IDirectInputDevice2接口的Poll成員函數(shù)完成。此時也是檢查???? 設備是否需要重新獲得的適當時機。設備被成功查詢后，就可以調(diào)用GetDeviceState獲取狀態(tài)信息。

???? 如果調(diào)用SetDataFormat時使用c_dfDIJoystick變量，那么GetDeviceState將用游戲桿當前的狀態(tài)信息填充一個DIJOYSTATE結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的內(nèi)容主要取決于物理設備的特性和SetProperty的設置。例如，如果結(jié)構(gòu)中的lY成員等于-50，并且Y軸的范圍設置為-100到100，那么就是說游戲桿在垂直方向上處于中心和最頂端的中間。程序中應該確保設備的范圍設置為能合理滿足需求的值。為了從游戲桿設備中獲取數(shù)據(jù)，程序應該定期查詢設備。

使用DirectInputEffect

??? 首先，應該解釋一些力反饋技術(shù)。力反饋設備是能夠產(chǎn)生用戶可以感覺到的力的設備，這些力叫作效果，例如顛簸效果或者持續(xù)的將操縱桿推向右上方的力。這些效果是“播放”出來的，效果由程序控制播放，或者對函數(shù)調(diào)用響應，或者對用戶按鍵自動反應。

???? DirectInput目前支持大約一打不同的效果類型（見表5）。這些效果的范圍從完全由程序控制的低級持續(xù)力效果，到由DirectInput或設備自己控制的高級傾斜或波動效果。效果有四種基本類型：持續(xù)力、傾斜效果、周期效果和條件。持續(xù)力是單一方向上不改變強度的力。傾斜效果是強度隨時間線性變化的持續(xù)的力。周期效果是沿著給定的軸重復變化，其量級或者力的強度由周期效果定義。條件是對用戶與游戲桿的交互作用做出響應的效果。這種效果可能是象一根彈簧，操縱桿向某個方向推得越遠，反彈力就越強。

表5：DirectInput效果的類型

???? 下面所有與力反饋游戲桿有關(guān)的工作都是針對Microsoft SideWinder Force Feedback Pro游戲桿，這就是說，本文中的某些細節(jié)對其它設備可能多少會產(chǎn)生一些問題。

???? 在創(chuàng)建力反饋效果以前先獲得設備是一個不錯的想法。雖然這不是必須的，但是在效果能夠被下傳到設備前必須要獲得設備。這一點對于播放對用戶按下按鈕做出反應的力效果尤其重要。

???? 要創(chuàng)建效果，首先要為每個打算使用的效果創(chuàng)建DirectInputEffect對象的實例。這一工作通過調(diào)用IDirectInputDevice2接口的CreateEffect成員函數(shù)完成。此函數(shù)需要效果的GUID，以及指向DIEFFECT結(jié)構(gòu)的指針，該結(jié)構(gòu)中填寫的是效果的細節(jié)。最后，CreateEffect返回一個指向IdirectInputEffect接口的指針，該指針的地址是CreateEffect的一個參數(shù)。這個調(diào)用的核心部分集中在DIEFFECT結(jié)構(gòu)的填充。

???? DIEFFECT結(jié)構(gòu)如下定義：

typedef struct {

??? DWORD dwSize;

??? DWORD dwFlags;

??? DWORD dwDuration;

??? DWORD dwSamplePeriod;

??? DWORD dwGain;

??? DWORD dwTriggerButton;

??? DWORD dwTriggerRepeatInterval;

??? DWORD cAxes;

??? LPDWORD rgdwAxes;

??? LPLONG rglDirection;

??? LPDIENVELOPE lpEnvelope;

??? DWORD cbTypeSpecificParams;

??? LPVOID lpvTypeSpecificParams;

} DIEFFECT, *LPDIEFFECT;

dwSize成員是此結(jié)構(gòu)的字節(jié)數(shù)。DwFlags指出效果使用的坐標類型，以及是使用偏移方法還是ID方法描述按鈕（就向前面說明的SetProperty）。通常情況下，可以設置為DIEFF_CARTESIAN|DIEFF_OBJECTOFFSETS，即按鈕采用偏移描述，坐標使用XYZ坐標形式。

DwDuration說明效果播放多少毫秒。注意dwDuration可以設為INFINITE。DwSamplePeriod說明效果播放一個周期花費多少毫秒。不同設備支持不同的周期。實際中，SideWinder游戲桿支持的周期不大于1秒，不小于1/80秒。DwGain可以看作效果的主要量，因為它說明效果多么有力。此值的范圍是0到10000。

DwTriggerButton和dwTriggerRepeatInterval用來設置觸發(fā)效果播放的按鈕，以及重復頻率。當然，可以通過將dwTriggerButton的值設置為DIEB_NOTRIGGER來將效果設置為與按鈕無關(guān)。否則，dwFlags定義通過ID還是偏移方式描述按鈕。因為偏移方式不需要調(diào)用EnumObjects，所以一般可以將值指定為DIJOFS_ BUTTON0和DIJOFS_BUTTON1。

CAxes成員說明效果將影響幾個軸。RgdwAxes指向一個描述所包含的軸的DWORD數(shù)組，數(shù)組中每個軸是一個成員。同按鈕一樣，軸也是用偏移或者ID來指明。一般的偏移值包括DIJOFS_X和DIJOFS_Y。

???? 同樣，rglDirection成員指向一個long型數(shù)組，每個軸是一個成員。在笛卡兒坐標中，（Y=-1，X=1）與（Y=-10，X=10）描述的是同一個方向。這就是說，如果想得到一個不是45度整數(shù)倍方向上的斜的力，就應該調(diào)整兩個值的相對大小。例如，（Y=-10，X=1）描述與上面例子在同一象限的方向，但卻明顯靠近Y軸。

???? 效果也可以有描述它們的包。填充一個DIENVELOPE結(jié)構(gòu)，并將其地址填寫到lpEnvelope成員就可以完成。包可以在一段時間內(nèi)影響效果的數(shù)量或力量。其中，起動水平是效果的開始變化點，啟動時間說明效果達到力量保持階段花費多少毫秒。衰減水平是效果在包最后達到的水平，衰減時間是衰減用掉了多少豪秒。包可以用來制造初始狀態(tài)較強，然后慢慢衰減的力效果。圖1中描繪了包如何改變效果。

圖1：包效果

???? DIEFFECT結(jié)構(gòu)的最后兩個成員是cbTypeSpecificParams和lpvTypeSpecificParams。它們保存特定于所創(chuàng)建效果類型的結(jié)構(gòu)的字節(jié)數(shù)和地址。特定類型的效果使用何種結(jié)構(gòu)的信息見表5。

???? 填寫完這個結(jié)構(gòu)并調(diào)用CreateEffect后，就會獲得指向IdirectInputEffect接口的指針，現(xiàn)在可以使用此接口播放效果，改變效果等。如果沒有將效果聯(lián)系到按鈕，就必須用IdirectInputEffect接口的Start和Stop成員播放和停止效果。如果效果與按鈕關(guān)聯(lián)，那么在創(chuàng)建時下傳到設備；否則，效果在播放時自動下傳到設備。如果程序必須重新獲得設備，那么所有與按鈕相關(guān)的效果必須通過明確的調(diào)用Download成員才能下傳到設備。

???? 效果能夠用Unload成員卸載，也能夠通過向SetParameters成員函數(shù)傳遞新的DIEFFECT結(jié)構(gòu)重新設置參數(shù)。當程序用完效果后，必須調(diào)用接口的Release成員。

演示例子

??

圖2：演示程序

???? 首先，應該建立演示代碼并運行，應該能看到一個游戲桿配置窗口（見圖2）。使用游戲桿可以移動中間的人，在窗口的左上角是坐標和輸入狀態(tài)信息。如果有力反饋游戲桿，那么通過按下按鈕1和2應該能感覺到一對不同的力。如果將小人撞到窗口的邊緣，應該能感到碰撞效果。

???? 這個例子說明了DirectInput的使用。這里仍然有相當數(shù)量的代碼與DirectInput沒有直接關(guān)系。這些代碼根據(jù)功能劃分成模塊。Main.cpp是基本的WinMain樣板文件和窗口創(chuàng)建代碼。除了調(diào)用初始化函數(shù)外，這部分代碼基本上與本文的其它部分沒有關(guān)系。它創(chuàng)建窗口，進入消息循環(huán)。WndProc.cpp包含程序窗口的窗口過程。

???? Demo.cpp開始了有意義的代碼。不論何時提到“demo”，都是指程序游戲。例如，InitDemo函數(shù)為圖形設置狀態(tài)數(shù)據(jù)并創(chuàng)建一些所需的時間和線程。除了初始化，此演示程序運行在第二個線程中。該線程嘗試讀取輸入并刷新狀態(tài)數(shù)據(jù)，每秒進行32次。然后使窗口無效，從而讓主線程重新繪制窗口。這就是說，輸入和狀態(tài)變化的一個反復，或者說一個演示周期，大約有1/32秒。所以，不管顯示刷新得多么頻繁，輸入響應速度都會保持一致。

???? DX.cpp包含DirectX需要的非常小的初始化和結(jié)束處理，然后調(diào)用完成特殊DirectInput工作的函數(shù)。除了CoInitialize和CoUninitialize外，DXInput模塊包含本文中提到的所有內(nèi)容。函數(shù)按照演示程序中用到的順序列出，每個只列一次。注意，DirectInput的大部分工作在初始化中完成。冗長的任務劃分成幾個函數(shù)列在表6中。

表6：DXInput.cpp的函數(shù)

???? 這個模塊中的另一個要點是演示程序重復調(diào)用的函數(shù)。ForceEffect播放一個存在的效果，GetKeyboardInput獲得鍵盤輸入，GetJoystickInput獲得游戲桿輸入。最后UnInitDirectInput結(jié)束所有的一切。

???? 要獲得完整的源代碼，請訪問MSJ的Web站點http://www.microsoft.com/msj.

posted on 2006-06-20 15:27 楊粼波 閱讀(1327) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 文章收藏