DirectInput 键盘编程入门

游戏编程可不仅仅是图形程序的开发工作，实际上包含了许多方面，本文所要讲述的就是关于如何使用 DirectInput 来对键盘编程的问题。

　　在 DOS 时代，我们一般都习惯于接管键盘中断来加入自己的处理代码。但这一套生存方式在万恶的 Windows 社会下是行不通的，我们只能靠领 API 或者 DirectInput 的救济金过活。

　　在 Windows 的 API 中，有一个 GetAsyncKeyState() 的函数可以返回一个指定键的当前状态是按下还是松开。这个函数还能返回该指定键在上次调用 GetAsyncKeyState() 函数以后，是否被按下过。虽然这个函数听上去很不错，但现在领这种救济金的程序员是越来越少了。原因无它，只因为 DirectInput 的救济金比这丰厚，而且看上去似乎更专业？

　　为了早日成为职业的救济金用户，我们就从学习 DirectInput 的键盘编程开始吧。

DIRECTINPUT 的初始化

　　前面讲 DirectDraw 时，曾经提到，微软是按 COM 来设计DirectX的，所以就有了一个 DIRECTINPUT 对象来表示输入设备，而某个具体的设备由 DIRECTINPUTDEVICE 对象来表示。

　　实际的建立过程是先创建一个 DIRECTINPUT 对象，然后在通过此对象的 CreateDevice 方法来创建 DIRECTINPUTDEVICE 对象。

　　示例如下：

#include <dinput.h>

#define DINPUT_BUFFERSIZE 16

LPDIRECTINPUT           lpDirectInput;  // DirectInput object
LPDIRECTINPUTDEVICE     lpKeyboard;     // DirectInput device

BOOL InitDInput(HWND hWnd)
{
    HRESULT hr;

    // 创建一个 DIRECTINPUT 对象
    hr = DirectInputCreate(hInstanceCopy, DIRECTINPUT_VERSION, &lpDirectInput, NULL);

    if FAILED(hr)
    {
        // 失败
        return FALSE;
    }

    // 创建一个 DIRECTINPUTDEVICE 界面
    hr = lpDirectInput->CreateDevice(GUID_SysKeyboard, &lpKeyboard, NULL);
    if FAILED(hr)
    {
        // 失败
        return FALSE;
    }

    // 设定为通过一个 256 字节的数组返回查询状态值
    hr = lpKeyboard->SetDataFormat(&c_dfDIKeyboard);
    if FAILED(hr)
    {
        // 失败
        return FALSE;
    }

    // 设定协作模式
    hr = lpKeyboard->SetCooperativeLevel(hWnd, DISCL_NONEXCLUSIVE | DISCL_FOREGROUND);
    if FAILED(hr)
    {
        // 失败
        return FALSE;
    }

    // 设定缓冲区大小
    // 如果不设定，缓冲区大小默认值为 0，程序就只能按立即模式工作
    // 如果要用缓冲模式工作，必须使缓冲区大小超过 0
    DIPROPDWORD     property;

    property.diph.dwSize = sizeof(DIPROPDWORD);
    property.diph.dwHeaderSize = sizeof(DIPROPHEADER);
    property.diph.dwObj = 0;
    property.diph.dwHow = DIPH_DEVICE;
    property.dwData = DINPUT_BUFFERSIZE;

    hr = lpKeyboard->SetProperty(DIPROP_BUFFERSIZE, &property.diph);

    if FAILED(hr)
    {
        // 失败
        return FALSE;
    }


    hr = lpKeyboard->Acquire();
    if FAILED(hr)
    {
        // 失败
        return FALSE;
    }

    return TRUE;
}

　　在这段代码中，我们首先定义了 lpDirectInput 和 lpKeyboard 两个指针，前者用来指向 DIRECTINPUT 对象，后者指向一个 DIRECTINPUTDEVICE 界面。

　　通过 DirectInputCreate(), 我们为 lpDirectInput 创建了一个 DIRECTINPUT 对象。然后我们调用 CreateDevice 来建立一个 DIRECTINPUTDEVICE 界面。参数 GUID_SysKeyboard 指明了建立的是键盘对象。

　　接下来 SetDataFormat 设定数据格式，SetCooperativeLevel 设定协作模式，SetProperty 设定缓冲区模式。因为这些函数方法的参数很多，我就不逐个去详细解释其作用了，请直接查看 DirectX 的帮助信息，那里面写得非常清楚。

　　完成这些工作以后，我们便调用 DIRECTINPUTDEVICE 对象的 Acquire 方法来激活对设备的访问权限。在此要特别说明一点，任何一个 DIRECTINPUT 设备，如果未经 Acquire，是无法进行访问的。还有，当系统切换到别的进程时，必须用 Unacquire 方法来释放访问权限，在系统切换回本进程时再调用 Acquire 来重新获得访问权限。

　　所以，我们通常要在 WindowProc 中做如下处理：

long FAR PASCAL WindowProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch(message)
    {
    case WM_ACTIVATEAPP:
        if(bActive)
        {
            if(lpKeyboard) lpKeyboard->Acquire();
        }
        else
        {
            if(lpKeyboard) lpKeyboard->Unacquire();
        }
    break;
    ...
}

　　哦，对了，前一段例程中还提到了立即模式和缓冲模式。在 DirectINPUT 中，这两种工作模式是有区别的。

　　如果使用立即模式的话，在查询数据时，只能返回查询时的设备状态。而缓冲模式则将记录所有设备状态变化过程。就个人喜好而言，笔者偏好后者，因为这样一般不会丢失任何按键信息。对应的，如果在使用前者时的查询频度太低，则很难保证采集数据的完整性。

DIRECTINPUT 的数据查询

　　立即模式的数据查询比较简单，请看下面的示例：

BYTE diks[256]; // DirectInput keyboard state buffer 键盘状态数据缓冲区

HRESULT UpdateInputState(void)
{
    if(lpKeyboard != NULL)      // 如果 lpKeyboard 对象界面存在
    {
        HRESULT hr;

        hr = DIERR_INPUTLOST;   // 为循环检测做准备

        // if input is lost then acquire and keep trying
        while(hr == DIERR_INPUTLOST)
        {
            // 读取输入设备状态值到状态数据缓冲区
            hr = lpKeyboard->GetDeviceState(sizeof(diks), &diks);

            if(hr == DIERR_INPUTLOST)
            {
                // DirectInput 报告输入流被中断
                // 必须先重新调用 Acquire 方法，然后再试一次
                hr = lpKeyboard->Acquire();
                if(FAILED(hr))
                    return hr;
            }
        }

        if(FAILED(hr))
            return hr;
    }

    return S_OK;
}

　　在上面的示例中，关键处就是使用 GetDeviceState 方法来读取输入设备状态值以及对异常情况的处理。通过使用 GetDeviceState 方法，我们把输入设备的状态值放在了一个 256 字节的数组里。如果该数组中某个数组元素的最高位为 1，则表示相应编码的那个键此时正被按下。例如，如果 diks[1]&0x80>0，那么就表示 ESC 键正被按下。

　　学会了立即模式的数据查询以后，下面我们开始研究缓冲模式的情况：

HRESULT UpdateInputState(void)
{
    DWORD   i;

    if(lpKeyboard != NULL)
    {
        DIDEVICEOBJECTDATA  didod[DINPUT_BUFFERSIZE];  // Receives buffered data
        DWORD               dwElements;
        HRESULT             hr;

        hr = DIERR_INPUTLOST;

        while(hr != DI_OK)
        {
            dwElements = DINPUT_BUFFERSIZE;
            hr = lpKeyboard->GetDeviceData(sizeof(DIDEVICEOBJECTDATA), didod, &dwElements, 0);
            if (hr != DI_OK)
            {
                // 发生了一个错误
                // 这个错误有可能是 DI_BUFFEROVERFLOW 缓冲区溢出错误
                // 但不管是哪种错误，都意味着同输入设备的联系被丢失了

                // 这种错误引起的最严重的后果就是如果你按下一个键后还未松开时
                // 发生了错误，就会丢失后面松开该键的消息。这样一来，你的程序
                // 就可能以为该键尚未被松开，从而发生一些意想不到的情况

                // 现在这段代码并未处理该错误

                // 解决该问题的一个办法是，在出现这种错误时，就去调用一次
                // GetDeviceState()，然后把结果同程序最后所记录的状态进行
                // 比较，从而修正可能发生的错误

                hr = lpKeyboard->Acquire();
                if(FAILED(hr))
                return hr;
            }
        }

        if(FAILED(hr))
            return hr;
    }

    // GetDeviceData() 同 GetDeviceState() 不一样，调用它之后，
    // dwElements 将指明此次调用共读取到了几条缓冲区记录

    // 我们再用一个循环来处理每条记录

    for(int i=0; i<dwElements; i++)
    {
        // 此处放入处理代码
        // didod[i].dwOfs 表示那个键被按下或松开
        // didod[i].dwData 记录此键的状态，低字节最高位是 1 表示按下，0 表示松开
        // 一般用 didod[i].dwData&0x80 来测试
    }
    return S_OK;
}

　　其实，每条记录还有 dwTimeStamp 和 dwSequence 两个字段来记录消息发生的时间和序列编号，以便作更复杂的处理。本文是针对初学者写的，就不打算去谈论这些内容了。

DIRECTINPUT 的结束处理

　　我们在使用 DIRECTINPUT 时，还要注意的一件事就是当程序结束时，必须要进行释放处理，其演示代码如下：

void ReleaseDInput(void)
{
    if (lpDirectInput)
    {
        if(lpKeyboard)
        {
            // Always unacquire the device before calling Release().
            lpKeyboard->Unacquire();
            lpKeyboard->Release();
            lpKeyboard = NULL;
        }
        lpDirectInput->Release();
        lpDirectInput = NULL;
    }
}

　　这段代码很简单，就是对 DIRECTINPUT 的各个对象去调用 Release 方法来释放资源。这种过程同使用 DIRECTX 的其它部分时是基本上相同的。