使用DirectInput来控制游戏

使用DirectInput来控制游戏
  DirectInput是我很久以前就接触的了。在一个学期前，我就调试过由Allen Sherrod编写的程序，由于对DirectInput不了解，所以我只能从程序的表象来认识它，没有从内部了解它的原理。

 以前的文章请点这里

 在这个寒假我看了很多的游戏编程的书，它们都介绍了怎样使用DirectInput进行游戏编程，这才使我对它有了更深层次的了解。但是争论还是存在的。主要原因是到底该不该使用这个技术。正方观点认为DirectInput可以绕开windows消息队列机制，能够更即时地操作硬件，这对游戏的操作来说是至关重要的。反方观点则用微软自己官方的建议来说明使用DirectInput的效果不如其它效果。至于我，由于自己还未涉足项目，所以不好说孰优孰劣。但是自从我实现了DirectInput后我就觉得应当使用这个技术，因为它在处理即时事件的效果确实比windows的消息队列机制要好。
 顺便说明一下，还有一个方法可以实现按键的功能。那就是GetKeyState()和GetAsyncKeyState()函数。其中GetKeyState()用来处理延时的消息，而GetAsyncKeyState()采用了异步操作，可以处理即时的消息。对于windows开发者来说，使用一个函数要比建立对象并且初始化，程序结束后删除对象、释放空间要快得多。但是这或许对小游戏是如此，但是对于专业的游戏呢？你们看到一些3D游戏使用的是方向盘，另一些使用的是电子枪，而更多的或许是手柄。这些使用windows的消息机制又是怎样映射呢？对于键盘和鼠标的消息，windows可以转换为ASCII码，但是那些游戏交互设备的消息windows就无能为力了，所以我们只好退而求其次：使用虽然复杂但是更加专业的DirectInput了。
 一些书和博客上详尽地讲述了DirectInput的使用。这里我就我遇到的情况进行分析讲述，希望能够解大家的困惑。
 我知道当初为什么Allen Sherrod会编写错误的代码了。因为它引用的库函数和我们开发的不同。也就是说，Direct的SDK版本不一致。诚然，Allen Sherrod没错，我们的电脑也没错，就是版本的不一致而使得他们的代码变得难以辨认。我在看了一些游戏编程的书后，决定不再沿着Allen Sherrod的老路走了，因为自己已经创建了一个win32的程序框架，有什么理由不让我在自己的代码的基础上进行开发呢？
 好吧，我们行动了！
 首先我要说明的是，我使用的是XP系统＋VS2005，配上的DirectX SDK版本是“Microsoft DirectX SDK (April 2006)”，比较老了，但是还挺好用。以后如果是任何运行不了我程序的问题，可以参照一下我的配置，问题应该出现在这儿。
 接下来我就要说的就是我遇到的问题了。首先我在遵循书上的代码进行编译的时候，发现有一个编译错误和两个连接错误。编译错误是我在写#include<dinput.h>的时候，它提醒我没有定义DIRECTINPUT_VERSION这个宏。经过它们的提醒，我在include语句前面加上了define语句，将宏的值定义为0x0800，错误就消失了。另外两个连接错误就有些难办了。我开始想是不是少用了include语句添加头文件呢？结果我在include文件夹找到了一些类似的头文件，结果还是没有解决问题。后来根据我的经验，发现是没有这个函数的实现造成的。我就想是不是少连接了什么库函数。于是在这种想法的驱使下，我打开了以前Allen Sherrod的代码，这个代码是我修改过的，应该没有什么问题。结果我发现，我的代码相比我以前修改的代码，少了两句“#pragma comment( lib, "dinput8.lib")和#pragma comment( lib, "dxguid.lib")”。我在加上这两句后，编译，连接，一切正常。这个问题终于解决了。
 现在我给大家分享一下我使用DirectInput（键盘）的步骤：
1、在全局定义一个LPDIRECTINPUT8和LPDIRECTINPUTDEVICE8对象，初始化为NULL。
2、使用DirectInput8Create()函数来创建对象。
3、使用LPDIRECTINPUT8对象的成员函数CreateDevice()来创建设备。
4、使用LPDIRECTINPUTDEVICE8对象的成员函数SetDataFormat()来设置数据格式。
5、使用LPDIRECTINPUTDEVICE8对象的成员函数SetCooperativeLevel()来设置合作等级，这里非独占有，程序前台控制有效的标志符最好。
6、使用LPDIRECTINPUTDEVICE8对象的成员函数Acquire()来获取输入设备。
7、使用LPDIRECTINPUTDEVICE8对象的成员函数GetDeviceState()来将键盘的按键映射到一个长度为256字节的字符数组中。
8、现在可以使用按位与运算和0x80进行运算，判断按键是否被按下。
9、程序关闭后先使用LPDIRECTINPUTDEVICE8对象的成员函数Unacquire()来解除获取输入设备。并且调用Release()函数进行对象内存空间的释放。
 听起来听复杂的，但是为了在大型的游戏中获取比windows消息更优越的性能，这一点工作还是值得的。
 我自己做了一个程序，将它和我以前使用windows消息机制的程序作对比，发现使用DirectInput果然好用。它可以连贯、流畅地响应按键，而使用windows消息的话则没有那么连贯。举个例子吧，我在以前的程序中，按着一个键不放，精灵图形先走一步，顿一下，再进行连贯的行走；而使用DirectInput可以没有停顿地进行行走，更好的是它支持组合按键同时响应。我试了下，按紧上和左，精灵图片就往左上走，这多么的方便啊！

 以下把我的程序贴出来。想要整个工程的话，可以下载。因为它还包含了背景图片、精灵图片、动态鼠标指针等其它东西。
 

/*---------------------------------------------------------------------------
蒋轶民制作 E-mail：[email protected]
文件名：MainFrame.cpp
作用：使用DirectInput来控制游戏
----------------------------------------------------------------------------*/
/*--------------------------------------------------------------------------*/

// 头文件
#include<windows.h>
#include<d3d9.h>
#include<d3dx9.h>
#include<cstdio>

#define DIRECTINPUT_VERSION 0x0800 // 使用DirectInput前需要确定DirectInput版本
#include<dinput.h>

// 库文件
#pragma comment( lib, "d3d9.lib")
#pragma comment( lib, "d3dx9.lib")
#pragma comment( lib, "dinput8.lib")
#pragma comment( lib, "dxguid.lib")

// 定义的宏
#define JCLASSNAME  "优化的程序"
#define JCAPTION  "程序演示"
#define WINDOW_WIDTH 320
#define WINDOW_HEIGHT 240
#define FULLSCREEN  FALSE// 全屏非全屏的标识符
#define SAFE_RELEASE( p ) if ( p ) p->Release(); p = NULL;
#define KEYDOWN( name, key ) ( name[key] & 0x80 )

// 调整编译器设置
#pragma warning( disable: 4100 )

#if FULLSCREEN     // 全屏非全屏的设置
#define WINDOW_STYLE WS_EX_TOPMOST | WS_POPUP | WS_VISIBLE
#else
#define WINDOW_STYLE WS_CAPTION | WS_SYSMENU
#endif

/*----------------------------------------------------------------------------*/
// 全局变量
LPDIRECT3D9 g_JD3D = NULL;// D3D结构体
LPDIRECT3DDEVICE9 g_JDevice = NULL;// D3D装置结构体
LPD3DXFONT g_FPSFont = NULL;// 指向FPS字体的指针
RECT g_FPSFontPos = { WINDOW_WIDTH - 100, WINDOW_HEIGHT - 15,
WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT};// FPS所在的矩形框
INT g_FrameCount = 0;// 帧的计数器
INT g_lastTime = 0;// 记录上一秒的时间
INT g_currentTime = 0;// 记录当前的时间
CHAR g_FPSstr[25] = { 0 };// 记录当前帧率的字符串
IDirect3DSurface9* g_Surface = NULL;// 平面的指针
LPDIRECT3DTEXTURE9 g_pTexture = NULL;// 图像纹理指针
LPD3DXSPRITE g_pSprite = NULL;// 子图形指针
RECT g_SpriteRect = { 0, 0, 0, 0 };// 子图形所在的矩形
D3DXVECTOR3 g_vCenter( 0.0f, 0.0f, 0.0f );// 子图形中心的向量
D3DXVECTOR3 g_vPosition( WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_HEIGHT / 2, 0.0f );// 子图形位置的向量

LPDIRECTINPUT8 g_JInputObject = NULL;// DirectInput8的对象
LPDIRECTINPUTDEVICE8 g_JInputDevice = NULL;// DirectInput的设备

/*----------------------------------------------------------------------------*/
// 初始化Direct3D函数
BOOL InitializeD3D( HINSTANCE hInst, HWND hWnd )
{
 D3DDISPLAYMODE displayMode;

 //创建D3D对象
 g_JD3D = Direct3DCreate9( D3D_SDK_VERSION );
 if ( g_JD3D == NULL )
  return FALSE;

 // 获取显示器的模式
 if ( FAILED( g_JD3D->GetAdapterDisplayMode( D3DADAPTER_DEFAULT, &displayMode ) ) )
  return FALSE;

 // D3D显示的参数
 D3DPRESENT_PARAMETERS jd3dpp;
 ZeroMemory( &jd3dpp, sizeof( jd3dpp ) );

 // 初始化D3DPRESENT_PARAMETERS
 jd3dpp.Windowed               = !FULLSCREEN;
 jd3dpp.BackBufferWidth    = WINDOW_WIDTH;
 jd3dpp.BackBufferHeight    = WINDOW_HEIGHT;
 jd3dpp.SwapEffect             = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
 jd3dpp.BackBufferFormat       = displayMode.Format;
 jd3dpp.EnableAutoDepthStencil = TRUE;
 jd3dpp.AutoDepthStencilFormat = D3DFMT_D16;

 // 创建设备
 if(FAILED( g_JD3D->CreateDevice( D3DADAPTER_DEFAULT,
  D3DDEVTYPE_HAL, hWnd, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
  &jd3dpp, &g_JDevice ) ) )
  return FALSE;

 // 设置渲染状态
 g_JDevice->SetRenderState( D3DRS_LIGHTING, FALSE );
 g_JDevice->SetRenderState( D3DRS_ZENABLE, D3DZB_TRUE );

 // 创建字体
 if ( FAILED( D3DXCreateFont( g_JDevice, 15, 0, 1, 1, 0, DEFAULT_CHARSET,
  OUT_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY, DEFAULT_PITCH | FF_DONTCARE,
  "Impact", &g_FPSFont ) ) ) return FALSE;

 // 创建离屏平面
 if ( FAILED ( g_JDevice->CreateOffscreenPlainSurface( WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT,
  D3DFMT_X8R8G8B8, // 平面格式
  D3DPOOL_DEFAULT, // 内存池格式
  &g_Surface,        // 保存结果的缓存
  NULL) ) )        // 保留参数
  return FALSE;

 // 载入背景平面图像
 if ( FAILED( D3DXLoadSurfaceFromFile( g_Surface, NULL, NULL, "测试的临时用图.png",
  NULL, D3DX_DEFAULT, 0, NULL ) ) ) return FALSE;

 // 载入子图像（精灵图像）
 D3DXIMAGE_INFO info;
 D3DXGetImageInfoFromFile( "采用Alpha混合的精灵图.png", &info );// 提取图片信息
 if ( FAILED( D3DXCreateTextureFromFileEx( g_JDevice,
  "采用Alpha混合的精灵图.png", info.Width, info.Height, D3DFMT_FROM_FILE,
  0, D3DFMT_A8R8G8B8, D3DPOOL_MANAGED, D3DX_FILTER_NONE, D3DX_DEFAULT,
  D3DCOLOR_XRGB( 240, 194, 180 ), NULL, NULL, &g_pTexture ) ) ) return FALSE;

 // 设置min和mag滤波
 g_JDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MINFILTER, D3DTEXF_LINEAR );
 g_JDevice->SetSamplerState( 0, D3DSAMP_MAGFILTER, D3DTEXF_LINEAR );

 // 设置三角形的背面不被剔除
 g_JDevice->SetRenderState( D3DRS_CULLMODE, D3DCULL_NONE );

 // 创建子图形
 if ( FAILED( D3DXCreateSprite( g_JDevice, &g_pSprite ) ) ) return false;
 g_SpriteRect.right = info.Width;
 g_SpriteRect.bottom = info.Height;

 // 创建DirectInput
 if ( FAILED( DirectInput8Create( hInst, DIRECTINPUT_VERSION, IID_IDirectInput8,
   (void**)&g_JInputObject, NULL ) ) )
 {
  MessageBox( NULL, "创建DirectInput对象失败。", "程序消息", MB_OK );
  return FALSE;
 }

 // 创建DirectInput设备
 if ( FAILED( g_JInputObject->CreateDevice( GUID_SysKeyboard,
  &g_JInputDevice, NULL ) ) )
 {
  MessageBox( NULL, "创建DirectInput设备失败。", "程序消息", MB_OK );
  return FALSE;
 }

 // 设置数据格式
 if ( FAILED( g_JInputDevice->SetDataFormat( &c_dfDIKeyboard ) ) )
 {
  MessageBox( NULL, "设置数据格式失败。", "程序消息", MB_OK );
  return FALSE;
 }

 // 设置合作等级
 if ( FAILED( g_JInputDevice->SetCooperativeLevel( hWnd,
  DISCL_NONEXCLUSIVE | DISCL_FOREGROUND ) ) )// 非独占有，程序前台控制有效
 {
  MessageBox( NULL, "设置合作等级失败。", "程序消息", MB_OK );
  return FALSE;
 }

 // 获取输入设备
 if ( FAILED( g_JInputDevice->Acquire() ) )
 {
  MessageBox( NULL, "取得输入装置失败。", "程序消息", MB_OK );
  return FALSE;
 }

 return TRUE;
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
// 释放所有资源
void ReleaseMemory( void )
{
 SAFE_RELEASE( g_JD3D );
 SAFE_RELEASE( g_JDevice );
 SAFE_RELEASE( g_FPSFont );
 SAFE_RELEASE( g_Surface );

 g_JInputDevice->Unacquire();
 SAFE_RELEASE( g_JInputDevice );

 SAFE_RELEASE( g_JInputObject );
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
// 程序的交互
void GameInteraction( void )
{
 char state[256];// 键盘的状态

 // 取得设备的状态
 if ( FAILED( g_JInputDevice->GetDeviceState( sizeof( state ), state ) ) )
 {
  MessageBox( NULL, "获取设备状态失败。", "程序消息", MB_OK );
  return;
 }

 // 检测某个按键是否按下
 if ( KEYDOWN( state, DIK_LEFT ) )
  g_vPosition.x -= 2;
 if ( KEYDOWN( state, DIK_RIGHT ) )
  g_vPosition.x += 2;
 if ( KEYDOWN( state, DIK_UP ) )
  g_vPosition.y -= 2;
 if ( KEYDOWN( state, DIK_DOWN ) )
  g_vPosition.y += 2;
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
// 渲染屏幕
void RenderScene( void )
{
 // 计数器开始计数（以毫秒计）
 g_currentTime = GetTickCount();
 if ( g_currentTime - g_lastTime > 1000 )
 {
  sprintf_s( g_FPSstr, 25, "当前FPS：%d", g_FrameCount );
  g_lastTime = g_currentTime;
  g_FrameCount = 0;
 }
 else g_FrameCount++;

 g_JDevice->Clear( 0, NULL, D3DCLEAR_TARGET | D3DCLEAR_ZBUFFER,
  D3DCOLOR_XRGB( 0, 0, 0), 1.0f, 0);// 清除屏幕

 // 载入背景平面图像
 IDirect3DSurface9* backbuffer = NULL;
 g_JDevice->GetBackBuffer( 0, 0, D3DBACKBUFFER_TYPE_MONO,
  &backbuffer );// 获取后台缓存
 g_JDevice->StretchRect( g_Surface, NULL,
  backbuffer, NULL, D3DTEXF_NONE );// 将后台矩形放入前景矩形

 // 开始渲染
 g_JDevice->BeginScene();

 // 渲染Sprite
 g_pSprite->Begin( D3DXSPRITE_ALPHABLEND );// 以Alpha混合形式进行渲染
 g_pSprite->Draw( g_pTexture, &g_SpriteRect, &g_vCenter, &g_vPosition,
  D3DCOLOR_XRGB( 255, 255, 255 ) );
 g_pSprite->End();// 结束渲染

 g_FPSFont->DrawText( NULL, g_FPSstr, -1, &g_FPSFontPos, DT_CENTER,
  D3DCOLOR_XRGB( 255, 255, 255 ) );// 显示字体

 // 结束渲染
 g_JDevice->EndScene();

 g_JDevice->Present( NULL, NULL, NULL, NULL );
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
// 回调函数，用来处理消息
HRESULT CALLBACK MyAppProc( HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
 switch ( msg )
 {
 case WM_DESTROY:
  PostQuitMessage( 0 );
  return 0;
 case WM_KEYDOWN:
  if ( wParam == VK_ESCAPE ) PostQuitMessage( 0 );
  return 0;
 }
 return (HRESULT)DefWindowProc( hWnd, msg, wParam, lParam );
};
/*----------------------------------------------------------------------------*/
// 程序的入口，主函数
INT WINAPI WinMain( HINSTANCE hInst, HINSTANCE hPrevInst, LPSTR cmd, INT show )
{
 // 设置Window Class结构并且注册它
 WNDCLASSEX jWndCls = { sizeof( jWndCls ), CS_CLASSDC, MyAppProc, 0L, 0L, hInst,
  NULL, LoadCursorFromFile( "自定义鼠标指针.ani" ), 0, NULL, JCLASSNAME, NULL };
 RegisterClassEx( &jWndCls );

 // 设置窗口并且显示窗口
 HWND hWnd = CreateWindow( JCLASSNAME, JCAPTION, WINDOW_STYLE, 100, 40,
  WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, GetDesktopWindow(), NULL, jWndCls.hInstance, NULL);
 if ( hWnd == NULL )
  return FALSE;
 ShowWindow( hWnd, SW_SHOWDEFAULT );
 UpdateWindow( hWnd );

 // 初始化设置
 if ( InitializeD3D( hInst, hWnd ) == FALSE )
  return FALSE;

 // 进入消息循环
 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();// 渲染屏幕
   GameInteraction();// 游戏的交互
  }
 }

 // 程序结束，释放内存所有资源
 ReleaseMemory();

 // 解除窗口注册
 UnregisterClass( JCLASSNAME, jWndCls.hInstance );
 return ( INT ) msg.wParam;
}

 

 程序的截图如下所示：

这个程序还存在着以下两个问题：
1、载入精灵图像的时候，发现和源图像有着一定比例的压缩，图像总是扁一些。我不知道为什么会这样；
2、在进行程序切换，再切回我们编写的程序的时候，DirectInput无法工作，这个问题我暂时没能拿出好的解决方案。

 有时间的话，我还会对游戏的其它的部分（例如模型载入、声音系统、脚本系统）进行深入的研究的！