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VC++游戏开发随记之三十二
【VisualC++】游戏开发笔记三十二浅墨DirectX提高班之一DirectX大局观认知篇
这篇文章作为DirectX系列知识的一个认知篇,希望大家看过之后,能对你印象中的DirectX有一个新的认识,学到新的东西。
这篇文章我们将分为五个部分来进行讲解,且最后提供了配套源代码的下载,这五部分是:
一、引言
二、DirectX的两种不同含义
三、DirectX的几套开发方案
四、Direct3D的体系结构
五,Win32应用程序的框架源代码欣赏
在一开头,跟大家先讲讲题外话。
用通俗易懂而亲切幽默的语言,描绘出晦涩难懂的编程知识,这是浅墨目前对自己的游戏开发笔记系列专栏的定位。
而新的子栏目名称,浅墨DirectX提高班,这个名字是来自著名dota解说2009的dota解说视频名称——《09dota提高班》。
浅墨也是一名dota爱好者,平常也喜欢看看dota视频来提高dota技术,09的视频我是经常看的,所以浅墨DirectX提高班这个名称应运而生。
好了,现在就开始第一部分吧。
一、引言
DirectX,这个看起来酷酷的家伙,这个微软的亲儿子,自从这个世纪之交以来,一直是Windows平台下所有游戏开发的首选SDK。
统观XX今日网络游戏排行榜,全是C++与DirectX搭档,在游戏引擎的配合下制作出的游戏作品:
这些游戏包括耳熟能详的《穿越火线》《地下城与勇士》《英雄联盟》(前三名竟然都是腾讯代理的。
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)《魔兽世界》《梦幻西游》《qq飞车》《龙之谷》《qq炫舞》《武魂》《传奇》《剑网3》《反恐精英ol》等等,下面我们贴出一些宣传图
C++与DirectX游戏作品之《CSonline》:
C++与DirectX游戏作品之《魔兽世界》,WOW:
C++与DirectX游戏作品之《地下城与勇士》,DNF,大家俗称的毒奶粉--:
C++与DirectX游戏作品之《英雄联盟》LOL(大家俗称的撸啊撸--)
最后贴一张浅墨非常期待的动作游戏大作《鬼泣5》的主角但丁的帅气图:
好了,美图看完了。
从本节笔记开始,我们就来一步一步揭开DirectX游戏开发的神秘面纱,看看这个目前统治PC游戏界的图形API,到底能给我们哪些惊喜。
下面就来进入正题。
二、DirectX的两种不同含义
通常说的DirectX其实有两种不同的含义,一是指DirectXSDK(我们一般叫它DirectX开发包)或称DirectXAPI(DirectX应用程序可编程接口),用于开发高性能多媒体程序的应用程序接口;二是指DirectXRuntime(DirectX运行时),也就是一组动态链接库,是运行我们利用DirectXSDK开发出来的应用程序必须的运行环境。
比如我们现在刚下载并安装好valve公司的游戏大作《Dota2》,想要来体验一番,我们兴奋地双击dota2的图标
,本以为一切顺利,可以马上开始我们的dota2超神之旅,这时候却弹出了一个恼人的系统错误窗口,告诉我们说缺失某某D3D的DLL,要你重新安装该运用程序解决此问题,如图
其实并不是这个游戏程序安装错误,而是我们的DirectXRuntime(DirectX运行时)没有在我们的电脑上安装好,这时候,去网上下一个最新版的DirectXruntime就可以顺利进入游戏,开始我们的dota超神之旅了。
对于游戏玩家,他们只需要能顺利运行游戏就万事大吉了,显然他们对DirectX的印象停留在DirectXRuntime(DirectX运行时)就完全够用了。
对于游戏开发者,一般我们指的DirectX就是DirectXSDK。
DirectXSDK作为开发包,里面关于DirectX开发相关的工具与资源应有尽有,显然就包括了上面的DirectXRuntime。
我们后面提到的DirectX,一般都指的是DirectXSDK。
三、DirectX的几套开发方案
我们已经知道DirectX是一套应用程序开发接口,但是DirectX不同于它的死对头OpenGL直接提供函数的接口。
在早期的版本中,DirectXSDK是以COM接口的方式提供给开发者的,把功能相似的函数封装在一个COM接口中。
随着微软.NET战略的实施,从DirectX9.0开始,除了COM接口的方式,DirectX开发接口还可以以.NET类库的形式提供给我们。
所以,目前DirectX开发游戏或者三维图形程序时就有了两种选择:
1.采用COM接口的方式。
2.采用.NET类库的方式。
先来讲讲DirectX的第一套开发方案,也就是采用COM接口。
COM接口与C、C++甚至VisualBasic编程语言都是可以擦出火花的。
尤其是C++,与COM接口配合使用有非常高的契合度,显然C++/COM接口搭档是目前使用最广泛的DirectX开发方式。
对于第二种开发方案,DirectX配合.NET类库的方式,可以配合C#、MannagedC++等编程语言进行开发。
尤其是C#与.NET配合DirectX,这样可以充分发挥.NET类库提供的强大功能,例如数据库的开发、底层通信功能的支持等等。
对于开发一些性能要求不高的游戏或者三维图形程序时,C#与.NET配合DirectX可能比C++与COM接口配DirectX来得更合适。
但是对于大型游戏开发,执行效率永远都是要放在第一位的。
一谈到执行效率,这可是C/C++的长处。
所以,在高性能游戏的开发领域,C/C++就显得比任何编程语言都要高贵与雍容。
所以,毋庸多言,C++与COM接口配DirectX,是目前99%大型游戏采用的开发方案,也是我们主要讲解的方向。
四、Direct3D的体系结构
Direct3D作为DirectX的绝对主力,是微软与OpenGL在3D图形领域抗衡的正面武器。
每次DirectX升级之时,微软都会单独针对Direct3D这款API进行大量更新,使其拥有更强大的功能,更完善的使用体验。
因为Direct3D主攻3D图形与3D游戏,可谓DirectX中撑场面的API,自然我们在后续讲解中要将更多的重心放在它之上。
下面我们就来迈出介绍Direct3D的第一步,讲解Direct3D程序开发和运行密切相关的一些知识。
先来看一张结构图,这是Direct3D,GDI/GDI+与应用程序,显卡之间交互关系的一张简明扼要的结构图:
1.关于结构图的解释
如图,Win32应用程序可以使用Direct3D以及GDI/GDI+两套图形库完成与显卡的交互。
当然,能与显卡交互的方式不只有这两种,方法多得是,这里我们只需要暂时知道有这两种就可以了。
我们可以看到,与Direct3D和GDI/GDI+处于同一层次,也就是说,Direct3D和GDI/GDI+都可以通过图形设备驱动程序接口(DDI)访问图形硬件,也就是显卡。
但不同于GDI/GDI+这对“屌丝”设备的是,“高富帅”Direct3D可是有一个牛逼闪闪的“后台”的,那就是硬件抽象层(HAL)。
Direct3D可以使用硬件抽象层(HAL)通过图形设备驱动程序接口(DDI)来访问显卡,从而可以充分地发挥显卡的潜在性能,绘制出高性能高质量的精美图形来。
如果我们的显卡支持Direct3D的话,HAL就存在于我们的计算机中,而需要运行DirectX9.0开发的应用程序的话,我们的显卡驱动程序需要至少支持DirectX7.0版本以上的DDI才可以,不过在如今支持DirectX11显卡烂大街的时代,这显然不会是什么问题。
2.关于硬件抽象层HAL
大多数基于Direcr3DAPI设计开发的三维图形程序都运行于硬件抽象层(HardwareAbstractionLayer),也就是HAL之上。
使用HAL的好处,是既能充分利用系统硬件的加速功能,又隐藏了硬件相关的设备特性。
这就是说,Direct3D利用HAL实现了设备无关的特性,通过Direct3D可以编写出与设备无关的高效代码。
硬件抽象层是由硬件制造商提供的特定于硬件的接口,Direct3D利用该接口实现了对显示硬件的直接访问。
所以,应用程序永远不需要访问HAL,直接与Direct3DAPI打交道就可以了。
HAL可以是显卡的一部分,也可以是和显卡驱动程序相互关联的单独动态链接库(DLL)。
HAL仅仅是与设备相关的代码,对于硬件不支持的功能,它并不提供软件模拟。
在DirectX9.0中,针对同一种显示设备,HAL提供3种顶点处理模式:
软件顶点处理、硬件顶点处理和混合顶点处理。
还有,纯硬件设备是HAL的变体,纯硬件设备类型仅支持硬件顶点处理。
3.关于参考光栅设备REF
万事还是有个特殊的,是吧。
有时候,Direct3D提供的某些功能不被我们的显卡支持,但是我们偏偏想去使用这些功能的话,就可以使用一下Direct3D的辅助设备,也就是参考光栅设备(ReferenceRasterizerDevice,REF)。
这种REF设备可以以软件运算的方式完全支持Direct3DAPI。
借助REF设备,我们可以在代码中使用那些不为当前硬件所支持的特性,并对这些特征进行测试。
五,Win32应用程序的框架源代码欣赏
扯了那么多空话,无非能使大家对DirectX有些更深刻的认识,不过落到实处,还是需要在敲代码上下功夫。
俗话说,千里之堤,溃于蚁穴,为了后面更好地演示与学习我们关于DirectX的各项功能,首先需要有一个很好的Win32应用程序框架。
这是浅墨敲出来的一个详细注释的Win32应用程序的源代码,文章稍后会把详细注释的源代码贴出来,先给大家看一个大概的框架一览:
为了演示DirectX各项功能的方便性,与代码的易读性,目前我们并没有以类为载体。
我们的想法是,当后面需要构建功能复杂的程序的时候,再转向面向对象的思想。
我们之后学习的关于Direct3D的编程,简单点说,只需:
1.在Direct3D_Init(HWNDhwnd)函数里完成Direct3D的相关初始化
2.在 Direct3D_Render()函数里完成渲染。
3.Direct3D_CleanUp()函数里完成资源的清理。
这三步就可以了。
下面我们就来贴出详细注释的源代码:
[cpp] viewplaincopyprint?
1.//*****************************************************************************************
2.//
3.//【Visual C++】游戏开发笔记系列配套源码 三十二 浅墨DirectX提高班 之 Win32窗口的创建
4.// Note_Code_32
5.// VS2010版
6.// 2012年 11月07日 Create by 浅墨
7.//图标素材:
古剑奇谭 风雪晴
8.//此刻心情:
多年以后,当你回忆往昔,唯一让你觉得真实,和骄傲的,是你现在昂首挺胸、用力走过的人生。
9.//
10.//*****************************************************************************************
11.
12.
13.
14.
15.//*****************************************************************************************
16.// Desc:
头文件定义部分
17.//*****************************************************************************************
18.#include
19.
20.
21.
22.//*****************************************************************************************
23.// Desc:
宏定义部分
24.//*****************************************************************************************
25.#define SCREEN_WIDTH 800 //为窗口宽度定义的宏,以方便在此处修改窗口宽度
26.#define SCREEN_LEIGHT 600 //为窗口高度定义的宏,以方便在此处修改窗口高度
27.#define WINDOW_TITLE L"【Visual C++游戏开发笔记】博文配套demo之三十二 浅墨DirectX提高班 之 Win32窗口的创建" //为窗口标题定义的宏
28.#define SAFE_RELEASE(p) { if(p) { (p)->Release(); (p)=NULL; } } //定义一个安全释放宏,便于后面COM接口指针的释放
29.
30.
31.
32.//*****************************************************************************************
33.// Desc:
全局变量声明部分
34.//
35.//*****************************************************************************************
36.
37.
38.
39.//*****************************************************************************************
40.// Desc:
全局函数声明部分
41.//
42.//*****************************************************************************************
43.LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam );
44.HRESULT Direct3D_Init(HWND hwnd);
45.void Direct3D_Render( );
46.void Direct3D_CleanUp( );
47.
48.
49.
50.//*****************************************************************************************
51.// Name:
WinMain( )
52.// Desc:
Windows应用程序入口函数
53.//*****************************************************************************************
54.int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd)
55.{
56.
57. //开始设计一个完整的窗口类
58. WNDCLASSEX wndClass = { 0 }; //用WINDCLASSEX定义了一个窗口类
59. wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ; //设置结构体的字节数大小
60. wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; //设置窗口的样式
61. wndClass.lpfnWndProc = WndProc; //设置指向窗口过程函数的指针
62. wndClass.cbClsExtra = 0;
63. wndClass.cbWndExtra = 0;
64. wndClass.hInstance = hInstance; //指定包含窗口过程的程序的实例句柄。
65. wndClass.hIcon=(HICON):
:
LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,0,0,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE); //本地加载自定义ico图标
66. wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); //指定窗口类的光标句柄。
67. wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); //为hbrBackground成员指定一个灰色画刷句柄
68. wndClass.lpszMenuName = NULL; //用一个以空终止的字符串,指定菜单资源的名字。
69. wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop"; //用一个以空终止的字符串,指定窗口类的名字。
70.
71. if( !
RegisterClassEx( &wndClass ) ) //设计完窗口后,需要对窗口类进行注册,这样才能创建该类型的窗口
72. return -1;
73.
74. HWND hwnd = CreateWindow( L"ForTheDreamOfGameDevelop",WINDOW_TITLE, //喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindow
75. WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, SCREEN_WIDTH,
76. SCREEN_LEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL );
77.
78.
79. MoveWindow(hwnd,250,80,SCREEN_WIDTH,SCREEN_LEIGHT,true); //调整窗口显示时的位置,使窗口左上角位于(250,80)处
80. ShowWindow( hwnd, nShowCmd ); //调用Win32函数ShowWindow来显示窗口
81. UpdateWindow(hwnd); //对窗口进行更新,就像我们买了新房子要装修一样
82.
83. //Direct3D资源的初始化
84. Direct3D_Init (hwnd);
85. MessageBox(hwnd, L"DirectX,等着瞧吧,老夫随浅墨来降服你了~!
", L"浅墨的消息窗口", 0); //使用MessageBox函数,创建一个消息窗口
86. //消息循环过程
87. MSG msg = { 0 }; //初始化msg
88. while( msg.message !
= WM_QUIT ) //使用while循环
89. {
90. if( PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) ) //查看应用程序消息队列,有消息时将队列中的消息派发出去。
91. {
92. TranslateMessage( &msg ); //将虚拟键消息转换为字符消息
93. DispatchMessage( &msg ); //该函数分发一个消息给窗口程序。
94. }
95. else
96. {
97. Direct3D_Render(); //进行渲染
98. }
99. }
100.
101. UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance); //程序准备结束,注销窗口类
102. return 0;
103.}
104.
105.
106.
107.//*****************************************************************************************
108.// Name:
WndProc()
109.// Desc:
窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理
110.//*****************************************************************************************
111.LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
112.{
113. switch( message ) //switch语句开始
114. {
115. case WM_PAINT:
// 客户区重绘消息
116. Direct3D_Render()
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