第10小节.txt

游戏编程起源...中文版

   
  
　傻马乱踢  译   
 
 
  
游戏编程起源（初学者）Ⅹ
 
 

☆ 锁定表面

没什么令人意外的东东，我们将使用的函数是IDirectDrawSurface7::Lock()。让我们仔细看看它：

HRESULT Lock(
    LPRECT lpDestRect,
    LPDDSURFACEDESC lpDDSurfaceDesc,
    DWORD dwFlags,
    HANDLE hEvent
);

一定要检测函数的调用是否成功，否则可能会有大麻烦的：如果锁定失败，而返回的指针指向了一个不正确的内存区域，你若操控该区域，很有可能导致系统的混乱。函数的参数有以下这些组成：
※ LPRECT lpDestRect：是一个指向RECT结构的指针，它描述了将要被直接访问的表面上的矩形区。该参数被设置为NULL，以锁定整个表面。
※ LPDDSURFACEDESC2 lpDDSurfaceDesc：是DDSURFACEDESC2类型的结构变量的地址，它由直接访问表面内存所必需的全部信息进行填充。在该结构中返回的信息表面的基地址、间距和象素格式。
※ DWORD dwFlags：好像没有几个DirectX函数没有这个东东的。下面列出几个最有用的标志常量：
◎ DDLOCK_READONLY：被锁定的表面为只读。（当然就不能写入了）
◎ DDLOCK_SURFACEMEMORYPTR：表面返回一个指向锁定矩形左上角坐标的有效指针；如果没有指定矩形，那么返回表面左上角的坐标。此项为默认且无需显式的输入。
◎ DDLOCK_WAIT：如果其它线程或进程正在进行位转换操作，不能锁定表面内存，则一直等到该表面可以锁定为止或返回错误信息。
◎ DDLOCK_WRITEONLY：被锁定表面为可写。（当然就不能读取了）
由于我们使用锁定去操控象素，你将总会用到DDLOCK_SURFACEMEMORYPTR。即使我们目前还没有学习位块操作，但使用DDLOCK_WAIT总是一个好主意。
※ HANDLE hEvent：没用的东东，设置为NULL好了。

一旦我们锁定了表面，我们需要查看一下DDSURFACEDESC2结构来获取一些表面信息。我们以前介绍过这个结构，但在这里，针对现在的课题，我们只需要它的两个成员。由于它们都很重要，我就再重复一遍：
※ LONG lPitch：这个lPitch成员表示每个显示行的字节数，也就是行间距。例如，对于640×480×16模式，每一行有640个象素，每一个象素需要两个字节存放颜色信息，所以行间距应该为1280个字节，对不对？Well，对于一些显示卡，它的长度大于1280，每行上多于的内存不存放任何的图象数据，但你必须让它存在，因为这种显示卡在某种显示模式下不能创建线性内存模式。的确，这种显示卡的比例很小，但你需要考虑到它。
※ LPVOID lpSurface：这是指向内存中表面的指针。不管你使用何种显示模式，DirectDraw都创建一个线性地址模式，使你能够操控表面上的象素。

这个lpSurface指针是很容易理解的，而行间距是一个需要记住的重要值，因为你将必须使用它去计算特殊象素的偏移量。
我们过一会儿在细说，因为有一件事我们现在必须知道，当对锁定的表面操作完成后，你需要释放这个锁定表面，这个函数IDirectDrawSurface7::Unlock()的原形为：

HRESULT Unlock(LPRECT lpRect);

参数同你传递给Lock（）函数的要保持一致。都准备好了，让我们画一些象素吧！

☆ 绘制象素

首先是确定从Lock（）函数得到的指针类型。逻辑上，我们希望指针的大小同象素的大小要保持一致。所以我们为8-bit色彩深度分配了UCHAR*类型，USHORT*是16-bit的，UINT*是32-bit的。但是24-bit怎么办呢？因为没有与之相对应的数据类型，我们还是使用UCHAR*类型，但具体操作有一些不同。
我们也应该把lPitch成员转换成与指针相同的单位。记得吗，当我们第一次从DDSURFACEDESC2结构得到lPitch时，它是以字节为单位。对于16-bit模式，我们应该把它除以2以适应USHORT，对于32-bit我们应该把它除以4以适应UINT。
在我们进行第二步前先看看实例代码。假设我们在32-bit模式锁定主表面来绘制象素。以下是代码：

// declare and initialize structure
DDSURFACEDESC2 ddsd;
INIT_DXSTRUCT(ddsd);

// lock the surface
lpddsPrimary->Lock(NULL, &ddsd, DDLOCK_WAIT | DDLOCK_SURFACEMEMORYPTR, NULL);

// now convert the pointer and the pitch
UINT* buffer = (UINT*)ddsd.lpSurface;
UINT nPitch = ddsd.lPitch >> 2;

现在让我先一步告诉你象素绘制函数，然后我再解释：

inline void PlotPixel32(int x, int y, UINT color, UINT *buffer, int nPitch)
{
    buffer[y*nPitch + x] = color;
}

All right，让我分别解说。首先，你可能已经注意到了我把它声明为一个inline函数，目的是消除传递所有参数时的辅助操作，例如每次我们想要做些简单的事情（如绘制一个象素）。在函数里，仅用了一行就定位了我们要绘制的点和设置了该点的颜色。注意，颜色仅仅是一个值，不是由红、绿、蓝分别组成的，所以我们需要使用宏RGB_32BIT()来设置这个颜色值。
公式用来定位要绘制象素的具体位置——y*nPitch + x 。nPitch表示行间距，被y乘后就得到了正确的行数，再加上x，就得到了正确的位置。这就是你需要知道的，很简单吧！让我再告诉你在8-bit和16-bit模式下绘制象素的函数，它们都十分相象：

inline void PlotPixel8(int x, int y, UCHAR color, UCHAR* buffer, int byPitch)
{
    buffer[y*byPitch + x] = color;
}

inline void PlotPixel16(int x, int y, USHORT color, USHORT* buffer, int nPitch)
{
    buffer[y*nPitch + x] = color;
}

几个函数间唯一不同的就是参数数据类型的不同。应该还记得对于8-bit色彩深度，间距是以字节表示，对于16-bit，间距是以USHORT类型表示。现在，只剩下一个模式没有说了，就是24-bit模式。由于没有相应的数据类型，我们需要分别传递红、绿、蓝三个值，函数看起来应该如下：

inline void PlotPixel24(int x, int y, UCHAR r, UCHAR g, UCHAR b, UCHAR* buffer, int byPitch)
{
    int index = y*byPitch + x*3;

    buffer[index] = r;
    buffer[index+1] = g;
    buffer[index+2] = b;
}

如你所看到的，它将工作慢一些，因为它多了一次乘法运算，并且有三次内存写操作。你可以用其它方法替换x*3加快一些速度，如(x+x+x)或者(x<<1)+x，但是不会有太大效果的。当然，她还没有到应该放弃的地步。现在你就明白了为什么说24-bit色彩深度有点儿讨厌了吧！

☆ 关注速度

你应该采取一些行动使程序尽可能会的运行。首先，锁定一个表面并不是最快的，所以你要试图锁定表面上你要操作的最小矩形区域。对于很多操作，包括很简单的绘制象素演示程序，你都应该锁定最小的矩形区域。
第二，让我们就640×480×16模式来说，间距总是1280个字节，你应该试图考虑有没有更好的办法表述它。当然，1280个字节你是不能改变的，但我们可以使公式最优化，用位移来替代乘法是一贯的加速方法。我们先前的公式是这样的：
buffer[y*nPitch + x] = color;
如果我们知道nPitch将会是640（由于nPitch是USHORT类型，不是字节），我们就可以加速它（我们本来就知道它是640）。640不是一个理想的位移数字，但512是2的9次幂，128是2的7次幂，你猜到了吧，512＋128＝640。^_^ 很棒吧？我们就可以用下面这个更快的公式取代先前的公式：
buffer[(y<<9) + (y<<7) + x] = color;
多数的解决办法都是分解成2的几次幂，有的需要动一点儿脑筋，如800×600（512＋256＋32＝800），小菜一碟哦！位移是我们应用的最快的运算符。
最后，如果你要使用两个函数—— 一个做乘法运算，一个做位移运算，要将比较判断放到循环的外部，不能象下面这样：

for (x=0; x<1000; x++)
{
    if (nPitch == 640)
        PlotPixelFast16();
    else
        PlotPixel16();
}

判断部分使你的优势殆尽，你应该这样做：

if (nPitch == 640)
{
    for (x=0; x<1000; x++)
        PlotPixelFast16( parameters );
}
else
{
    for (x=0; x<1000; x++)
        PlotPixel16( parameters );
}

有意义吧？无论何时用大的循环，都应该尽量把判断放到循环的外部，没有必要进行上千次同样的比较判断。同理，如果你要绘制象素，形成有规律的图案，如水平线或垂直线，甚至是斜线，你都没有必要每一次都重复确定象素的位置。看看下面的例子，画一条任意颜色的直线：

for (x=0; x<640; x++)
    PlotPixel16(x, 50, color, buffer, pitch);

函数每次都重复计算正确的行，你可以一次就把行指定好。下面是快一点儿的做法：

// get the address of the line
USHORT* temp = &buffer[50*pitch];

// plot the pixels
for (x=0; x<640; x++)
{
    *temp = color;
    temp++;
}

你可能认为节省这么一点点时间意义不大，但当你进行千万次的循环时，意义就很大了。游戏程序员总是想办法提高游戏的速度的。
看看以前的文章，我们已经进行了好长时间的铺垫了。现在，我们知道了怎样绘制象素了，让我们看看能用现在学到的做些什么。

☆ 淡出操作

在游戏中最常用到的屏幕操作就是淡出成黑色，或者从黑色淡入。两种方式是同样的机理：你简单画出你的图象，然后申请一些屏幕转换来改变图象的亮度。对于淡出，你减少亮度从100％——0％；对于淡入，你增加亮度从0％——100％。如果你工作在调色板模式，这很容易做到，你只要改变你的调色板的颜色就可以了。如果你工作在RGB模式下，你得考虑一些其它方法。
现在，我将说一说屏幕淡入、淡出相对好一些的方法。你可以使用Direct3D，它支持α混合，先设定每一帧的纹理，然后设置透明层；或者，更容易的方法，你可以使用DirectDraw的color/gamma控制。但是，如果你仅仅希望屏幕的一部分进行淡入或淡出的操作，或者淡入或淡出一种非黑色的颜色，而且你又不是一个Direct3D的高手——我本人就不是！——那么具体做法的手册就在你眼前。现在，你所需要做的最基本的就是读取每一个你需要控制的象素，然后把它分解成红色、绿色和蓝色，然后你把三个值分别乘以要淡出或淡入的级别，再合成RGB值，把新的颜色值写回缓冲区。听起来很复杂？别害怕，没有想象的那么坏。看看下面这段演示代码，它演示了屏幕左上角200×200区域的淡出效果，是16-bit色彩深度和565格式：

void ApplyFade16_565(float pct, USHORT* buffer, int pitch)
{
    int x, y;
    UCHAR r, g, b;
    USHORT color;

    for (y=0; y<200; y++)
    {
        for (x=0; x<200; x++)
        {
            // first, get the pixel
            color = buffer[y*pitch + x];