DirectInput手柄在Windows环境下震动实现

背景

近期项目里面有个需求，需要在控制终端上安装摇杆，且需要通过震动反馈设备的某些重要运行状态。自以为机智的自己在万能的某宝买了一个飞行摇杆，带震动反馈，DInput接口，结果是踩坑的开始。
Windows下手柄分为两类，XInput和DirectInput，XInput主要是Xbox系列手柄，比较贵，亲儿子；市面上大多杂牌的手柄都只支持DirectInput。查阅官方文档：xinput and directinput 心凉了半截：The vibration effects will not be available，意思就是directinput不再支持手柄震动了。不过directInput有一个directInputEffect，从文档看是力反馈，论坛说也能拿来做震动，因此先用directInput做一下尝试。

1.direcrInput手柄震动控制

1.1运行环境

环境搭建就不再赘述，主要就是选一个win10的tool kit，已经集成了directx。Qt是项目中用于界面搭建的环境。
（1）windows 10 1903
（2）Qt 5.9

1.2代码实现

github 上有比较完整的 QGameController，能够实现手柄的识别、各参数的读取，封装比较完整，但是没有手柄震动的驱动。本着不重复造轮子的原则，从这个开源项目开始进行代码实现。

    DWORD dwAxisX = DIJOFS_X;  //一个震动电机
    LONG lDirecX = 0;
    DIPERIODIC diPeriodic;      
    ZeroMemory(&diPeriodic, sizeof(DIPERIODIC));
    DICONSTANTFORCE diConstantForce;
    ZeroMemory(&diConstantForce, sizeof(DICONSTANTFORCE));
    DIEFFECT   diEffect;        // general parameters
    // set up the effect structure itself
    diEffect.dwSize = sizeof(DIEFFECT);
    diEffect.dwFlags = DIEFF_CARTESIAN | DIEFF_OBJECTOFFSETS;
    diEffect.dwDuration = (DWORD) INFINITE; 
    diEffect.dwStartDelay = 0;
    // set up details of effect
    diEffect.dwSamplePeriod = 0;               
    diEffect.dwGain = lVibraStrength;      
    diEffect.dwTriggerButton = DIEB_NOTRIGGER;
     // connect effect to trigger button
    diEffect.dwTriggerRepeatInterval = 0;
    diEffect.cAxes = 1;
    diEffect.rgdwAxes = &dwAxisX;
    diEffect.rglDirection = &lDirecX;
    diEffect.lpEnvelope = 0;

    diConstantForce.lMagnitude = DI_FFNOMINALMAX;
    diEffect.cbTypeSpecificParams = sizeof(DICONSTANTFORCE);
    diEffect.lpvTypeSpecificParams = &diConstantForce;

    // create the effect and get the interface to it
    hr = g_pJoystick->CreateEffect(GUID_ConstantForce,  // standard GUID
                         &diEffect,      // where the data is
                         &lpdieffect,    // where to put interface pointer
                         NULL);          // no aggregation
    if(FAILED(hr))
    {
        qDebug()<< "create effect failed";
    }
    g_pJoystick->SendForceFeedbackCommand(DISFFC_RESET);
    //g_pJoystick->SendForceFeedbackCommand(DISFFC_SETACTUATORSON);
    if( FAILED(g_pJoystick->SendForceFeedbackCommand(DISFFC_SETACTUATORSON)))
        qDebug() << "start failed";
    hr = lpdieffect->Download();
    if(FAILED(hr))
        qDebug("download failed, the error NO is %X",hr);
    hr = lpdieffect->Start(INFINITE,DIES_SOLO);
    if(FAILED(hr))
        qDebug("start failed, the error NO is %X",hr);

代码有些冗长，参照了策随心和code从业员两位大佬的一些参数设置，虽然用的语言不一样，但是道理都是一样的。
代码运行并没有那么顺利，手柄在download和start以后，并没有反应，整个世界都是清净的。查找错误代码是0x80040205 DIERR_NOTEXCLUSIVEACQUIRED，注释是：The operation cannot be performed unless the device is acquired in DISCL_EXCLUSIVE mode。意思是这个操作在独占模式下才可以实现。因此我在create前面加了：

    if( FAILED(hr = g_pJoystick->SetCooperativeLevel(windID,DISCL_BACKGROUND|DISCL_EXCLUSIVE)))
        qDebug("error set coopreative, error NO is %X",hr);

运行，世界还是一片寂静。这个bug直到现在都没调好，有大佬知道为啥，请告诉我！

2 模拟XInput设备，通过XInput实现

deadline越来越近，不能在一条路上撞死。逛论坛找大神的时候，发现DInput的设备可以通过软件模拟，变成XInput设备。在微软提供的XInput库中，有函数直接可以实现vibration。尝试了多个软件以后，找到了开源的x360ce，程序和源代码都能在官网上找到。

2.1 x360ce设置

在完成相关设置后，可以一键autosetting。上面一排标签可以看到Force Feedback，在这个选项卡中，拖动test的进度条后，手柄震动起来了，第一步完成。

2.2 XInput 代码实现

在qt中搭一个简单界面，按键做震动开关。把下面的代码块放到按键的槽函数中。

    XINPUT_VIBRATION vibration;
    ZeroMemory( &vibration, sizeof(XINPUT_VIBRATION) );
    vibration.wLeftMotorSpeed = LeftMotorSpeed; 
    vibration.wRightMotorSpeed = RightMotorSpeed; 
    XInputSetState( uID, &vibration );

把x360ce中生成的xinput1_3.dll放到程序的运行目录下面，点击运行，动了！果然是亲儿子，这么小的代码量就能解决上面一片的所有问题。

2.3 x360ce分析

看了一下开源的代码，这个软件主要分为两大部分，一部分是生成dll文件，C++；一部分是界面，C#。
x360ce_dll工程里，代码量不大，主要是通过DirectInput控制手柄，再给XInput提供接口。震动的实时是调用XInputSetState，而不是directInputEffect.start，所以没有出现上面的独占问题。