用DirectDraw编写动画程序
用DirectDraw编写动画程序 用DirectDraw编写动画程序
一.理论篇
说起DirectDraw也许大多数人还不知其为何物，但一提到DirectX恐怕每一个Computer Fan 和Game Fan都再耳熟不过了。(什么！你没听说过DirectX!?Oh,My god!来人哪，拉下去重责五十大板!)DirectX又叫Game SDK，它最大的特点是直接对硬件的抽象层(HAL)进行操作，利用这个特点可以制作出高性能的Windows游戏。具体信息请见http://www. microsoft.com/directx/default.asp。
DirectDraw就是DirectX5的6个组件之一。DirectX5的其它5个组件分别是：
Direct3D：提供了3D硬件接口。
DirectSound：立体声和3D声音效果，同时管理声卡的内存。
DirectPlay：支持开发多人网络游戏，并能处理游戏中网络之间的通信问题。
DirectInput：为大量的设备提供输入支持。
DirectSetup：自动安装DirectX驱动程序。
而DirectDraw则是DirectX的基石，DirectX的其它组件都是建立在它的基础之上的。DirectDraw使用页面切换的方法实现动画，它不仅可以访问系统内存，还可以访问显示内存，这是以往的Windows程序员所不能的。另外，我们利用DirectDraw还可以生成、移动、剪切、转换、合成图像数据，从而编写出各种“炫丽多彩”图形的应用程序。
介绍了这么一大堆DirectX的理论，你的头是不是已经有些大了呢？心中一定在嘀咕：“哼，原来是个江湖骗子，光说不练。”各位看官不要着急，不把这些基础理论搞懂就去看下面的程序，你肯定是“洋鬼子看戏——目瞪口呆”。
首先，让我们先了解一下DirectDraw的三个重要概念。
1.表面
在用DirectDraw编写程序时,我们先要创建若干个图形数据缓冲区，并把这些图形数据装入其中，再进行转换、拉伸、挎贝等操作，并且还可以显示这些缓冲区中的图形数据，这些缓冲区就称为表面。
表面可以分为几类。
主表面(primary surface)是用户在屏幕上可以看到的，它是显示内存的一部分。所有DirectDraw程序都有主表面，而且只有一个。它在DirectDraw表面对象之前就已经存在了，因此不能改变它的尺寸、格式和位置。主表面有一个很重要的特性——翻转。页面翻转用于程序中，可以产生相当平滑、不闪烁的动画。一个可以翻转的主表面实际上是两个表面，一个是可见的，一个是不可见的。不可见的表面称为后备缓冲区。当发生表面翻转时，后备缓冲区就成为可见的，而以前的可见表面则成为后备缓冲区。
还有一种表面叫离屏表面(off_screen surface)，它是不能直接见到的。离屏表面作为存储缓冲区，有助于表面之间的互相切换，它的大小是可以改变的。
主表面和离屏表面都分为有调色板的和无调色板的这两类。像素深度为8位(256色)的表面称为有调色板的表面；而像素深度为16位(64K色)、24位(16M色)的像素表面称为无调色板的表面，它们存储实际的色彩值(RGB值)。在本文下面的程序中，我们使用24位表面即无调色板的表面。
2. Bltting
Bltting是用于复制图形的语言，可以将图像从一处拷贝到另一处。例如大家所熟悉的CDC类(设备描述表类)的BitBlt()就是具有这样功能的函数。在DirectDraw中，典型的blt操作是将离屏表面的内容拷贝到一个后备缓冲区，而一般的blt操作调用一个源表面和一个目标表面，把源表面的内容拷贝到目标表面中，不仅可以整体拷贝源表面，而且还可以拷贝源表面内的任何矩形区域到目标表面的任何位置。blt还支持透明拷贝，就是指表面中的某一像素在blt过程中可以不予以拷贝，而这个像素值是由色彩键码(DDCOLOR KEY )决定的。
DirectDraw中有三个支持blt的函数，它们是Blt()、BltBatch()、BltFast()。Blt( )用得最多，BltFast()的速度比Blt()要快，但功能却很有限，例如不支持拉伸、剪切等操作。
还有一个函数BltSurface()，它是DirectWin类的一个成员函数，Blt()、BltFast()更具有适应性，并且使用起来更加简单。例如，当我们把源表面拷贝到目标表面外时需要裁剪，而BltFast()不支持裁剪。这时我们使用BltSurface()函数，它在内部使用Blt()和 BltSurface()函数，并根据情况自动执行裁剪。
3.色彩键码
DirectDraw 可以把某种颜色或某个范围的颜色指定为一个颜色值，这个颜色值是由DDCOLORKEY结构即色彩键码说明的，DDCORLORKEY结构说明如下：
typedef struct _DDCOLORKEY{
DWORD dwColorSpaceLowValue; //颜色范围的低端
DWORD dwColorSpaceHighValue; //颜色范围的高端
} DDCOLORKEY;
当我们对表面进行拷贝操作时,表面中哪些像素不被拷贝是由色彩键码决定的。例如当DDCOLORKEY结构的两个分量都为零时，表面内所有置为零的像素都不能被拷贝。又例如，当表面是24位RGB模式时，若想指定RGB=(120，120，120)像素不被拷贝，则应该:
DDCOLORKEY ddck;
ddck.dwColorSpaceLowValue=RGB(120,120,120);
ddck.dwColorSpaceHighValue=RGB(120,120,120);
surf→SetColorKey(DDCKEY_SRCBLT,＆ddck);
其中SetColorKey()函数是把色彩键码赋给表面surf。这样，在对表面surf的 blt操作期间RGB值为(120,120,120)的像素不能被拷贝。
二．实践篇
古语云：“君欲善其事，必先利其器”，在编写DirectDraw应用程序之前，我们先要准备好以下工具：
Windows95、Windows98或WindowsNT4.0
DirectX 驱动程序(最好是DirectX3.0以上版本)
DirectX SDK
Visual C＋＋ 5.0
Direct SDK包括开发基于DirectX应用程序所需的全部文件，全部安装需要80几兆的硬盘空间。其实你只需安装必需的头文文件（.h文件）和库文件（.lib文件）就行了。
安装完DirectX SDK，需要通知Visual C＋＋ DirectX SDK的路径。具体做法是：在VC的编译环境中，依次把Tools－Options－Directories中的Show Directories for一栏中的include files和library files中分别填入SDK的inc和lib目录，如图1所示。
再准备两幅bmp格式的位图，要求24位（16M色），其中background.bmp作背景，如图2；另一幅bird.bmp作为子画面，如图3。bird.bmp是由4幅小画面组成的，从左到右，从上到下，分别为动画的1至4帧。这样做的目的是避免过多位图文件带来的不必要的麻烦。还要注意一点的是子画面的背景要为黑色(RGB=(0,0,0))，因为在下面的程序中，色彩键码把黑色设为透明色。
好，一切准备就绪，让我们开始吧!
进入VC5的编程环境，File－New－Project,选择DirectDraw AppWizard,输入项目名Fly,按下Ok,以后每一步都按其缺省值即可，这样AppWizard就会自动创建一个项目Fly，属性如下：
APPLICATION STYLE
Full－Screen
SETTINGS
640x480
16－bit
CLASS NAMES
FlyApp
FlyWin
CONTENT
Bitmap
这时，按“Ctrl＋F5”编译运行，你就会看到一个“三角形”在屏幕上撞来撞去。
在FlyWin.h中添加代码，如下所示：
＃ifndef FLYWIN_H
＃define FLYWIN_H
＃include “DirectDrawWin.h”
class FlyWin : public DirectDrawWin
{
public:
FlyWin();
protected:
//{{AFX_MSG(FlyWin)
afx_msg void OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags);
afx_msg int OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct);
afx_msg void OnTimer(UINT nIDEvent);
afx_msg void OnDestroy();
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
private:
int SelectDriver();
int SelectInitialDisplayMode();
BOOL CreateCustomSurfaces();
void DrawScene();
void RestoreSurfaces();
private:
void CopySurface(LPDIRECTDRAWSURFACE ts,
LPDIRECTDRAWSURFACE ss,
int x,int y);
void SplitSurface(LPDIRECTDRAWSURFACE ts,
LPDIRECTDRAWSURFACE ss,
CRect＆ srcc,
int x,int y);
private:
LPDIRECTDRAWSURFACE bksurf, //定义指向背景画面表面的指针
flysurf, //指向总子画面表面的指针
storesurf,//指向存储背景区域表面的指针
flysurf1, //指向第一帧子画面表面的指针
flysurf2, //指向第二帧子画面表面的指针
flysurf3, //指向第三帧子画面表面的指针
flysurf4, //指向第四帧子画面表面的指针
cursurf; //指向当前移动的子画面表面的指针
//背景画面指background.bmp;总子画面指bird.bmp
int x,y,nPreX,nPreY;//定义子画面移动的坐标
int nIncX,nIncY;// 定义子画面移动的像素数
int nCount; //定义计数器
DWORD fw,fh; //定义总子画面的宽和高
};
＃endif
其中，CopySurface()函数起保存被子画面覆盖掉的背景区域的作用。参数ts是指向目标表面的指针，ss是指向源表面的指针，x、y是源表面上需要拷贝的矩形区域左上角的坐标。
SplitSurface()函数用于分离一个大的总子画面表面为4帧小子画面表面。参数ts是指向目标表面的指针，ss是指向源表面的指针，srcc是源表面上需要选取的矩形区域，x、y要拷贝到目标表面上的左上角坐标。
其实当我们看了下面FlyWin.cpp中这两个函数的原型后，细心的朋友也许会发现，两个函数完全可以写成一个函数。而本文特意写成两个函数，为的是程序的清楚易读，不易引起混淆。
下一步在FlyWin.cpp中添加代码，如下所示：
＃include “Headers.h”
＃include “resource.h”
＃include “DriverDialog.h”
＃include “FlyWin.h”
＃pragma comment (lib,“ddraw.lib”)
＃pragma comment (lib,“dxguid.lib”)
const DWORD desiredwidth=640;
const DWORD desiredheight=480;
const DWORD desireddepth=16;
const int nMoveSpeed=100; //设置动画速度为100毫秒／帧
const int nMoveIncX=8; //设置子画面沿X轴移动8个像素
const int nMoveIncY=8; //设置子画面沿y轴移动8个像素
BEGIN_MESSAGE_MAP(FlyWin, DirectDrawWin)
//{{AFX_MSG_MAP(FlyWin)
ON_WM_KEYDOWN()
ON_WM_CREATE()
ON_WM_TIMER()
ON_WM_DESTROY()
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
FlyWin::FlyWin()
{
x=nPreX=300; //子画面初始位置为(300,150)
y=nPreY=150;
nIncX=nMoveIncX;
nIncY=nMoveIncY;
nCount=1;
//设置计数器
}
BOOL FlyWin::CreateCustomSurfaces()
{
// create your surfaces here...
//创建背景表面，并由指针bksurf指向这个表面
bksurf=CreateSurface(“background.bmp”);
//创建一个总子画面(由4帧子画面组成)的表面
//由指针flysurf指向这个表面.
flysurf=CreateSurface(“bird.bmp”);
//得到总子画面表面的宽(fw),高(fh)
GetSurfaceDimensions(flysurf,fw,fh);
//创建4帧宽为fw/2,高为fh/2的子画面的表面，分别由
//指针flysurf1,flysurf2,flysurf3,flysurf4指向它们。
//现在这4个子表面还是空的。
flysurf1=CreateSurface(fw/2,fh/2);
flysurf2=CreateSurface(fw/2,fh/2);
flysurf3=CreateSurface(fw/2,fh/2);
flysurf4=CreateSurface(fw/2,fh/2);
//清除4帧子画面表面的内容，使表面内所有像素为0，
//即表面是透明的。
ClearSurface(flysurf1,0);
ClearSurface(flysurf2,0);
ClearSurface(flysurf3,0);
ClearSurface(flysurf4,0);
//定义色彩键码，指明黑色(RGB=(0,0,0))为透明色
//即在blt操作期间不拷贝黑色像素。
DDCOLORKEY ddck;
ddck.dwColorSpaceLowValue=0;
ddck.dwColorSpaceHighValue=0;
//将色彩键码赋给背景表面,总子画面表面和4个子画面表面
bksurf→SetColorKey(DDCKEY_SRCBLT,＆ddck);
flysurf→SetColorKey(DDCKEY_SRCBLT,＆ddck);
flysurf1→SetColorKey(DDCKEY_SRCBLT,＆ddck);
flysurf2→SetColorKey(DDCKEY_SRCBLT,＆ddck);
flysurf3→SetColorKey(DDCKEY_SRCBLT,＆ddck);
flysurf4→SetColorKey(DDCKEY_SRCBLT,＆ddck);
//定义总子画面表面上的4个矩形区域，即为4个子画面表面区域
CRect r1(0,0,fw/2－1,fh/2－1);
CRect r2(fw/2,0,fw－1,fh/2－1);
CRect r3(0,fh/2,fw/2－1,fh－1);
CRect r4(fw/2,fh/2,fw－1,fh－1);
//把总子画面表面上的4个矩形区域分别拷贝到4个子画面表面
//即实现分离总子画面表面
SplitSurface(flysurf1,flysurf,r1,0,0);
SplitSurface(flysurf2,flysurf,r2,0,0);
SplitSurface(flysurf3,flysurf,r3,0,0);
SplitSurface(flysurf4,flysurf,r4,0,0);
//创建一个存储表面,由指针storesurf指向它
//用以存储子画面移动时所覆盖的背景区域
storesurf=CreateSurface(fw/2,fh/2);
CopySurface(storesurf,bksurf,x,y);
//初始化当前子画面表面
cursurf=flysurf1;
return TRUE;
}
void FlyWin::DrawScene()
{
//绘制背景表面和第一帧子画面表面
//把背景表面拷贝到后备缓冲区
BltSurface(backsurf,bksurf,0,0,TRUE);
//把当前的子画面表面拷到后备缓冲区
BltSurface(backsurf,cursurf,x,y,TRUE);
//页面翻转,使后备缓冲区的内容可见
primsurf→Flip(0,DDFLIP_WAIT);
//再次把背景表面拷贝到后备缓冲区
BltSurface(backsurf,bksurf,0,0,TRUE);
}
void FlyWin::RestoreSurfaces()
{
// reclain lost surfaces with the DirectDrawSurface Restore() function
// depending on the surface's function, it may be necessary to restore
// surface content as well
if(bksurf→IsLost()) //如果bksurf
丢失
{
bksurf→Restore(); //恢复内存
LoadSurface(bksurf,“background.bmp”); //恢复表面内容
}
if(flysurf→IsLost())//如果flysurf丢失
{
flysurf→Restore(); //恢复内存
LoadSurface(flysurf,“bird.bmp”); //恢复表面内容
}
}
int FlyWin::SelectDriver()
{
int numdrivers=GetNumDrivers();
if (numdrivers==1)
return 0;
CArray drivers;
for (int i=0;i
{
LPSTR desc, name;
GetDriverInfo( i, 0, ＆desc, ＆name );
drivers.Add(desc);
}
DriverDialog dialog;
dialog.SetContents( ＆drivers );
if (dialog.DoModal()!=IDOK)
return －1;
return dialog.GetSelection();
}
int FlyWin::SelectInitialDisplayMode()
{
DWORD curdepth=GetDisplayDepth();
int i, nummodes=GetNumDisplayModes();
DWORD w,h,d;
if (curdepth!=desireddepth)
ddraw2→SetDisplayMode( 640, 480, curdepth, 0, 0 );
for (i=0;i
{
GetDisplayModeDimensions( i, w, h, d );
if (w==desiredwidth ＆＆ h==desiredheight ＆＆ d==desireddepth)
return i;
}
for (i=0;i
{
GetDisplayModeDimensions( i, w, h, d );
if (d==desireddepth)
return i;
}
return 0;
}
void FlyWin::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags)
{
if (nChar==VK_ESCAPE) //按ESC退出
PostMessage( WM_CLOSE );
DirectDrawWin::OnKeyDown(nChar, nRepCnt, nFlags);
}
int FlyWin::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
{
if (DirectDrawWin::OnCreate(lpCreateStruct) == －1)
return －1;
// TODO: Add your specialized creation code here
SetTimer(1,nMoveSpeed,NULL); //设置定时器
return 0;
}
void FlyWin::OnTimer(UINT nIDEvent)
{
// TODO: Add your message handler code here and/or call default
int nWhich=nCount％4＋1;
nCount＋＋;
//判断当前表面为4个子表面中的哪一个
switch(nWhich)
{
case 1:
cursurf=flysurf1;
break;
case 2:
cursurf=flysurf2;
break;
case 3:
cursurf=flysurf3;
break;
case 4:
cursurf=flysurf4;
break;
default:
break;
}
//处理移动的子画面
x＋=nIncX;
y＋=nIncY;
//如子画面移动到屏幕下方或上方,应碰撞返回
if(y>=(int)(480－fh/2)||y<=0)
{
nIncY=－nIncY;
y＋=nIncY;
}
//如子画面移动到屏幕右方或左方,应碰撞返回
if(x>=(int)(640－fw/2)||x<=0)
{
nIncX=－nIncX;
x＋=nIncX;
}
//把当前表面拷贝到后备缓冲区
BltSurface(backsurf,cursurf,x,y,TRUE);
//执行页面翻转,使后备缓冲区的内容可见
primsurf→Flip( 0, DDFLIP_WAIT );
//把备份的背景区域拷贝到后备缓冲区,以便恢复曾被
//覆盖的背景
BltSurface(backsurf,storesurf,nPreX,nPreY);
//存储下一帧的子画面移动时所覆盖的背景区域于storesurf
CopySurface(storesurf,bksurf,x,y);
nPrex=x;
nPrey=y;
DirectDrawWin::OnTimer(nIDEvent);
}
void FlyWin::OnDestroy()
{
DirectDrawWin::OnDestroy();
// TODO: Add your message handler code here
KillTimer(1); //取消定时器
}
void FlyWin::CopySurface(LPDIRECTDRAWSURFACE ts,
LPDIRECTDRAWSURFACE ss,
int x,int y)
{
if(!ts || !ss ) return;
DDSURFACEDESC tdesc,sdesc;
//初始化sdesc,tdesc为零
ZeroMemory(＆sdesc,sizeof(sdesc));
ZeroMemory(＆tdesc,sizeof(tdesc));
sdesc.dwSize=sizeof(sdesc);
tdesc.dwSize=sizeof(tdesc);
//得到源表面ss,目标表面ts的描述信息
HRESULT r=ss→GetSurfaceDesc(＆sdesc);
if(r!=DD_OK) return;
r=ts→GetSurfaceDesc(＆tdesc);
if(r!=DD_OK) return;
//定义源表面上的矩形区域,大小大等于目标表面的面积
CRect rc(x,y,x＋tdesc.dwWidth,y＋tdesc.dwHeight);
//超界处理
if(x＋tdesc.dwWidth>(int)sdesc.dwWidth) return;
if(y＋tdesc.dwHeight>(int)sdesc.dwHeight) return;
//拷贝源表面ss到目标表面ts
r=ts→BltFast(0,0,ss,＆rc, DDBLTFAST_SRCCOLORKEY|DDBLTFAST_WAIT);
if(r!=DD_OK) return;
}
void FlyWin::SplitSurface(LPDIRECTDRAWSURFACE ts,
LPDIRECTDRAWSURFACE ss,
CRect＆ srcc,
int x,
int y)
{
if(!ts||!ss) return;
DDSURFACEDESC tdesc,sdesc;
ZeroMemory(＆sdesc,sizeof(sdesc));
ZeroMemory(＆tdesc,sizeof(tdesc));
sdesc.dwSize=sizeof(sdesc);
tdesc.dwSize=sizeof(tdesc);
HRESULT r=ts→GetSurfaceDesc(＆tdesc);
if(r!=DD_OK) return;
r=ss→GetSurfaceDesc(＆sdesc);
if(r!=DD_OK) return;
//超界处理
if(x＋srcc.Width()>(int)tdesc.dwWidth) return;
if(y＋srcc.Height()>(int)tdesc.dwHeight) return;
//把源表面srcc的矩形区域拷贝到目标表面左上角坐标为(x,y)处
r=ts→BltFast(x,y,ss,＆srcc,
DDBLTFAST_SRCCOLORKEY|DDBLTFAST_WAIT);
if(r!=DD_OK) return;
}
DDSURFACEDESC为表面描述结构，用以保存表面的所有信息，它的成员变量dwSize为结构的大小而且必须要被初始化；dwHeight为表面的高度；dwWidth为表面的宽度。用函数GetSurfaceDesc()可以获取上述描述信息。
DirectDraw首先调用CreateCustomSurface()函数，我们将在这个函数中创建和准备程序所用到的表面。DrawSence()函数负责更新屏幕，因此我们用它来显示背景画面。我们主要的工作都在OnTimer()函数里，首先判断当前子画面为4帧子画面中的哪一帧，然后进行页面翻转、显示子画面和复制背景区域等操作。
BltFast()函数用于表面之间的拷贝，它的前两个参数指出blt的目标表面位置，第三个参数是指向源表面的指针，第四个参数是源表面上被拷贝的矩形区域，最后的参数是DDBLTFAST_SRCCOLORKEY和DDBLTFAST_WAIT，第一个标志用来激活源表面的色彩键码；第二个标志表示只有结束blt操作，BltFast()函数才返回。
Flip()函数用于页面翻转操作，使backsurf表面的内容可见。它有两个参数。第一个参数是个表面指针，它在用来翻转有多个后备缓冲区的表面时才有用；第二个参数是DDFLIP_WA
IT标志，用来指示函数只有在表面完成之后才能返回。
当程序运行时，一个表面所在的内存可能会被另一个应用程序所占用，这形成了“表面丢失”。这时DirectDraw会调用RestoreSurface()函数来恢复丢失的表面。但是，如果你的显卡不是老掉牙了，这种情况一般是不会发生的。所以这里我只对两个主要表面bksurf、flysurf进行了恢复处理，而不再管其它的表面。
另外，函数SelectDriver()和SelectInitialDisplayMode()是AppWizard自动创建的。SelectDriver()选择一个显示驱动程序，SelectInitialDisplayMode()选择一个初始显示模式。
三、结束语
话已至此，你对DirectDraw编程应有一个大致的了解了吧！用DirectDraw编程其实很简单，说白了其实就是一句话：“几个表面之间拷来拷去”。只不过这其间可是大有文章可作的哟！(成都张巍)
