《易语言DirectX支持库教程》王军

《易语言DirectX支持库》 前 言 DirextX是一款微软公司出品的比较好的二维图形制作工具，易语言也提供了个DirextX支持库。本文将介绍如何使用这个DirextX支持库来制作应用程序。DirextX的优点就是画图片的速度快，操作基本上是非常方便的，包括可以使用控制手柄进行游戏的编程。除了广泛应用于游戏编程之外，其实，它也可以应用于大图片的快速显示运用，如地理信息系统等。DirextX支持库的特点是，先在后台画好图，然后再显示到前台来，这是DX的基本方法，大家只要了解了，就可以进行下面的学习了。 在本文中，将把DirextX支持库及其相关技术简称为D2D或DX。 学习D2D需要以下的基础： 1．有较好的美术基础，能画出原创漂亮的图形，有使用PhotoShop或Paniter绘图软件的实践经验； 2．了解微软BMP位图的相关知识，知道位图深度以提供支持库指定格式的图片，还可以运用到粒子系统上； 3．会三维建模，如果制作动态的角色，需要掌握3DSMAX，画出角色的样子，然后将每一帧抓下来存为BMP图片组使用。 4．最好能看过易语言OpenGL的教材，对屏幕的处理方式有所了解。 5．了解图层的概念，页面的概念与图层的概念差不多。 6．有一定的写游戏的基础，如以前用易语言写过简单的2D平面游戏。 7．有数学及物理学基础，对于动力物理学有一定的研究。 8．有面向对象的编辑基础，因为D2D中很多都是直接对象操作，这样编程才较为方便。 9．如果想要编写网络型的2D游戏，那就要有网络编程的基础。 本参考的例程有： “无敌战机”、“超级玛丽”、“传奇世界”等程序。 “无敌战机”、“超级玛丽”源代码在易语言安装目录中有。 “传奇世界” 源代码下载网址： http://www.dywt.com.cn/vbs/dispbbs.asp?BoardID=124&ID=96728&replyID=&skin=0 神2的DirectX特殊效果展示： http://www.dywt.com.cn/vbs/dispbbs.asp?boardID=124&ID=107309&page=4 《OpenGL支持库及向导使用教程》 http://www.dywt.com.cn/vbs/dispbbs.asp?BoardID=115&ID=76705&replyID 学习任务： 通过本文的学习，大家可以掌握基本的DirextX编程方法。 目 录 2一．基本知识 5二．画一个屏幕背景图 8三．显示模式 10四．页面绘图 13五．镂空效果 16六．角色移动 18七．动画鼠标 19八．发射子弹 22九．程序优化 24十．角色动作 26十一．地图移动 31十二．拼接地图 31十三．叠加模拟窗口 31十四．操作杆控制器 31十五．声音播放 32十六．矩阵操作 32十七．图像混合（半透明效果） 33十八．粒子系统 33十九．脚本语言 33二十．降低内存 33二十一．网络通讯 33二十二．总结 一．基本知识 1．什么是DirectX？ DirectX包含绘图设备组件（DirectDraw），输入设备组件（DirectInput）、音频设备组件（DirectMusic），网络通讯组件（DirectPlay）等。但不使用DirectX大家也可以完全实现同样的功能，如图形方面可以使用OpenGL，网络方面可以使用WinSock。 DirectX处于应用程序与硬件之间。应用程序指的是我们所开发的游戏程序，如果使用的是图形组件，硬件指的是显卡。 我们指示DirectX要完成某个功能，如果硬件支持这个功能，DirectX会调用显卡驱动程序来完成，称为“硬件加速”；如果硬件不支持这个功能，DirectX会使用软件模拟，称为“软件模拟”。当然，硬件加速要比软件模拟快很多。 2．输入设备组件/DirectInput 如果你玩过网络游戏，你一定对“左手按着键盘，右手握着鼠标”这两个动作很熟练。要控制游戏，DirectInput可以帮我们处理键盘鼠标的输入。不仅如此，DirectInput还可以处理操纵杆，实现有趣的力反馈。 3．音频设备组件/DirectMusic 如果让你塞住双耳度过一天，相信你会很难受。同样，如果游戏里没有可以影响玩家情绪的音乐，就会显得相当的沉闷。国内著名的角色扮演游戏《仙剑奇侠传》，许多人认为它的成功百分之六十来自于它那些扣人心弦的音乐。DirectMusic在游戏开发中扮演着音乐演奏家这一重要角色。 4．网络通讯组件/DirectPlay DirectPlay应用于网络传输，但早期的DirectPlay版本效率很低，以至于游戏开发者们都宁愿使用WinSock。DirectX8.0版开始，微软对DirectPlay整个模块都重新进行了构造，比起以前的版本有了很大的进步。 5．绘图设备组件/DirectDraw DirectX中的DirectDraw应用于2D图形，可惜微软从DirectX8.0版开始DirectDraw便不再更新了，DirectDraw一直只停留在7.0版，不过不要紧，它依然可以工作得很好。大家在DirectX 9.0版中仍可以使用DirectDraw 7.0。 6．双缓冲动画技术 也许你早已了解，所谓的动画，只是一些静态图片快速切换所做出来的视学效果。应用于游戏，实现动画效果的一般方法是先清屏，在屏幕画上第1幅图像，再清屏画上第2幅图像，然后第3幅、第4幅……依此类推，人眼看上去就象是屏幕上的图像在“动”。但这样的动画难免会出现闪烁，这样的效果并不是我们想要的。 现在大家了解一下DirectDraw是如何实现动画效果的。DirectDraw为我们准备了两张页面，一张是前台页面，另一张称为后台页面。大家在屏幕上看到的永远只是前台页面，而后台页面是不可见的。实现动画的原理是：先在后台页面画图像，然后把后台页面和前台页面进行交换，即原来的前台页面成了后台页面，原来的后台页面成了前台页面，这样在原来的后台页面画的图像就会显示在屏幕上。然后又在现在的后台页面画图像，画好后又换页。如此循环下去就会产生顺畅的动画效果。由于是在后台页面画好了图像后才执行换页，所以不会产生闪烁。在有的书中，称后台页面为后台缓存，前台页面为主页面，在本书中，笔者统一了叫法，并且在变量申明时也按此称谓，以方便大家的学习。 实现动画效果时，除了主要用到的前台页面和后台页面外，还有一种页面叫做预备页面。它的作用是用于预先存放图像。基本上，是先把预备页面的图像传送到后台页面，再执行换页操作。 DirectDraw实现动画的原理如下图所示： 7．预备页面 DirectDraw的前台页面便是显示在显示器的页面，如果你不使用双缓冲技术，在主页面画图会直接在显示器上显示出来。在创建主页面时可以指定是否使用后台缓冲，如果使用，成功创建前台页面后，可以从中提取出后台页面。 DirectDraw除了前台页面和后台页面之外，还有预备页面。预备页面主要用于存放游戏里用到的图像，如游戏背景和游戏角色。 假设有一个游戏背景的预备页面和一个游戏角色的预备页面，大致的过程是：先清空后台页面，然后把游戏背景图像预备页面传送到后台页面，再把游戏角色图像预备页面传送到后台页面，最后进行换页，这便完成了游戏里的一帧。 小知识：DirectX是什么？ 　　DirectX是一种图形应用程序接口（API），简单地说它是一个辅助软件，一个提高系统性能的加速软件，微软创建开发的。他的意思不难理解，Direct是直接的意思，X是很多东西，加在一起就是一组具有共性的东西，这个共性就是直接。微软定义它为“硬件设备无关性”。 　　DirectX由显示部分、声音部分、输入部分和网络部分四大部分组成。 显示部分又分为Direct Draw（DDraw）和Direct 3D（D3D）前者主要负责2D加速。它包括很多方面：我们用播放mpg、DVD电影、玩雷电、麻将三缺一等等都是用的DDraw，你可以把它理解成所有划线的部分都是用的DDraw，由于显示卡的2D性能基本上已经达到极限，很多显卡都多的很不错，人们一直都把焦点放在了后面的D3D身上。 　　后者负责3D加速，比如极品飞车3-6的车身与烟雾，CS中的场景和人物，古墓丽影中劳拉等等，但是经典游戏Quake3除外，它使用了另一种API接口――OpenGL。 　　声音部分包括声效和MIDI音乐，不同的声卡现的效果不同，目前的声卡基本上都支持DirectSound。但最好的声音效果主要有EXA和A3D，如果您的声卡支持这两种特效，您融入到真实的3D游戏世界之中。如果声卡支持更好的波表，通过DirectX的Direct Music会有不俗的表现。 　　输入部分：Direct Input不仅支持更多的游戏输入设备，而且对这些设备的识别与驱动上更加细致，充分发挥设备的最佳状态和全部功能。除了键盘和鼠标之外还可以连接手柄、摇杆、模拟器等。 　　网络部分：DirectPlay，它为游戏而来。通过它可以让计算机之间互联无障碍，提供多种连接方式，TPC/IP，IPX，Modem，串口等等。 二．画一个屏幕背景图 易语言汉语编程环境提供了DirectX支持库，这是写2D动画的支持库，还有一个Direct3D支持库，是制作3D动画之用。本书重点介绍DirectX支持库。 1．DirectX支持库 大家先看一下支持库的数据类型，如下图所示： 在此提示大家的是，如果先了解如何使用D2D支持库，那么从我们教材的安排来看，也是从简单到复杂的，那么放在大家面前的第一个问题就有可能是你要显示一张背景图片，如何来显示呢？这个是与“屏幕”数据类型直接相关的。 下面给出一个显示图片的小例程，代码如下： 上述代码中，建立了一个“屏幕”类型的“屏幕页面”程序集变量，在启动窗口创建完毕事件中，先进行了屏幕的预置，然后载入一张外部BMP图片存放在后台缓冲中，最后由时钟组件将后台的画面显示到前台来，时钟周期为10。 好了，我们的第一张图片就完成了，大家可以找一张图片运行一下。效果如下图所示： “1_背景显示1.e” 时钟的作用： 大家可以试一下，将时钟周期的交换页面代码移到启动窗口创建完毕事件中去，这时运行，没有显示图片，再建一个按钮，将交换页面写在这里，大家可以在运行后，点击按钮显示图片，但如果图片移出窗口一半后再移回来，可以看到刚才移出屏幕的那一半图片不显示出来了，通过再次点击按钮就又显示了。通过以上的操作，大家可以了解到，就是通过时钟不停的交换页面来显示动画的。因此时钟的作用就是最后的显示动作。有时大家一个游戏时，发现有时屏幕变花了，有时不显示图片了，这就是可能没有将显示图像的代码放在时钟内不停显示的原因了。 显示一个黑色背景的代码如下： 显示一个白色为底的运行效果如下所示： “2_背景显示2.e” 大家可能在想，是否可以载入JPG图片呢，回答是可以的，在易语言自带的例程“无敌战机”中就采用了JPG图片为背景图片。 三．显示模式 D2D可以设置窗口显示模式为：全屏模式或窗口模式。 学习“屏幕”数据类型首先要了解的就是显示模式。 先了解与屏幕有关的三个命令：“创建全屏模式”、“创建窗口模式”、“是否全屏”。这是在设计一个D2D程序之前必须要考虑好的。 在第一个例程中是显示了窗口模式，加入是否创建成功的代码后如下所示： 参见例程“4_显示模式1.e” 大家还可以将窗口的“边框”属性设置为“无边框”，就可以显示一个没有窗口标题的窗口了。 D2D中窗口模式比较好办，全屏模式比较难办些，主要在于刷新时会有不同，一个可用的代码如下： 参见例程“5_显示模式2.e”。 注意：上述例程中使用了两次“屏幕页面.载入位图 ( )”命令，第一次是在创建完毕时使用，这时后台缓冲页面有一张图，第二次是在时钟中使用，这样两张图才可以正确交换页面，否则删除时钟中的命令，在交换时就会显示出其中有一张没有页面，是空页面，形成屏幕很闪的样子。 注意：上述中由于采用全屏方式显示，因此启动窗口请设置“边框”属性为“无边框”属性的窗口。 另一种情况大家也可以分成两个页面，只要利于交换显示就可以了，一个可用的代码如下： 参见例程“6_显示模式3.e”。 上述代码中，建立了两个页面变量，“缓冲页面”是用于将要画的图片临时存一下，在启动窗口创建完毕事件中，将图片读入到此页面中；“后台页面”与屏幕的取后台页面相连接，在周期事件中，将“缓冲页面”的内容复制到“后台页面”中，于是就正确显示出图片来了。 上述代码也就是说，不能直接将图片画到窗口中，因为这里建立的是全屏幕显示模式，而不是窗口显示模式，窗口是不存在的，如果硬要向窗口中写内容，那就会出现画面非常闪烁的现象。因此必须使用缓冲页面，将要写的内容写到缓冲页面中，而与后台页面相连，复制到后台页面，最后通过交换页面，将后台页面内容显示到前台来。 大家也可以在以下的尺寸中选择： 1024*768 800*600 下面的代码不一定可用。 设置屏幕分辨率 (1024, 768, 32, ) 四．页面绘图 在前面已介绍了一些关于“页面”数据类型的使用方法，下面将会更加详细地介绍一下。“页面”数据类型如下图所示： “页面”数据类型包含了几个方面的内容，有创建页面类，块操作类，常规类。 在这里，本书将指导大家好好地学习一下这个数据类型。 页面类似于Photoshop中的图层概念，前面也说过，D2D是在后台画好画面，再在前台显示。因此这些画画面的工作都是在页面中进行的，而显示就是由“交换页面”实现的。 下面给出一个代码，创建了一个页面变量，然后对此变量进行了后台操作，最后画到前台屏幕上。代码如下图所示： 运行效果如下图所示，大家可以看到有一个坦克的图片画在里面了。 参见例程“7_页面操作1.e”。 上述代码中，“页面1.建位图页面”读入了一个位图，然后将这个位图画到后台屏幕上，最后一行代码是将后台页面显示到前台上。 因此说，只要不停地对后台页面进行操作，就可以通过时钟将改过的结果显示到前台页面上。 上图中，坦克不是镂空的效果，请大家接着向下看如何实现镂空效果吧。 五．镂空效果 大家要知道，图像文件都是以一个矩形存放的。但在动画里的图像，如游戏角色，一间房子，一棵树，这些都不是矩形的形状。那么，如何把一个图像里的一些多余像素镂空掉呢？一种常用的技术是使用关键色，屏蔽掉这些关键色就可以实现镂空效果，所谓的关键色，就是指“不被显示出来”的颜色。如一棵树的图像，树以外的其他像素设置成一种特定的颜色值，在游戏中绘制这棵树时，如果像素点为这种特定的镂空颜色值便不绘制出来。 + 下面的代码实现了一个镂空的坦克图像，虽然坦克没有动，但是已比前面前进一大步了。代码如下： 运行效果如下图所示，大家可以看到，坦克的图片已被镂空了。 参见例程“8_镂空页面1.e”。 如果是多个镂空的图不停地变换，为循环方便，需要建立一个页面数组。 参见例程“9_镂空动画1.e”。 注意：DX在处理镂空颜色时，考虑到16位色、24位色及32位色之间的色值是有差别的，因此不能单纯地用“#粉色”这样的颜色来指定镂空色，这样可能自己的电脑上能用，而其他人的电脑上不能用的现象。 如用紫色作为镂空色后，采用以下命令进行镂空操作： 页面.置关键色（#紫色） 运行后有的电脑就会出现问题。 解决的有两种，一种是：采用纯色，如：黑色或白色作为镂空色；第二种就是现取颜色，即在运行状态下取需要镂空的颜色，如下例程所示： 设置指定页面像素点颜色为其关键色，如果坐标都为空或0，就相当于DX库自带的“置顶点关键色 ()”命令。 六．角色移动 下面再试试让角色进行移动。 有几种方法，分别是：键盘、鼠标、操作杆。现在只介绍前两个，操作杆放在后面介绍。 下面的代码中，增加了X、Y两个坐标整数型变量。 下面代码中，在复制位置处将X、Y变量加入进去一起计算。 增加了按下某键的事件子程序，在代码中，加入对光标方向键的判断，四个键按下时，分别进行不同的位置操作，这样就形成了角色的移动效果。 可根据大小，移动的数字可以不是1，可以相对大一些。 例程运行的效果如下图所示： 参见例程“10_角色移动1.e”。 鼠标控制角色移动的现在有几种方法，有的是判断鼠标的位置与角色的位置，一般用于打飞机之类的游戏，如DemoStar。 有的是判断鼠标点击的位置，将位置计算出一条线，于是角色就延着这条线移动，如红色警报。 另有将画面画成九宫格，角色一直在中间，然后点击不同的方向地图就进行移动，角色也做出走路的样子来，这在一些第一人称的游戏中使用比较多，如传奇世界。 七．动画鼠标 在大多数游戏中，都使用了动画鼠标，这是个ANI动画鼠标文件。那么调用它需要用到API。如下： 只要在启动窗口中调用这些API即可实现动画鼠标。 参见例程“12_动画鼠标1.e”。 具体关于动画鼠标ANI文件制作的内容，请大家参看《易语言图形界面设计》教程一文，在易语言论坛上有，大家自己搜索吧。 八．发射子弹 发射子弹实际上就是创建了多个角色，角色图片是子弹且移动的结果。这里的移动都可以用时钟组件进行控制。以致于可以设置很多时钟控件来解决子弹的问题。 首先的任务是发射一颗子弹，那么发射多颗子弹也就好办了。 下面先看看例程运行的效果吧： 参见例程“13_射击子弹1.e”。 下面的代码中建立了一个子弹页面，同时建立了子弹的坐标系，以方便控制子弹的位置。如下所示： 在窗口创建时，将子弹的图片建立到页面中去。如下图所示： 增加一个新的时钟2组件。默认时钟周期为0。 在启动窗口按下某键的事件中增加代码，按空格时就启动时钟2组件，让他显示子弹的飞行样子。 最后一个环节就是用时钟2组件控制子弹的飞行了。如下代码所示： 好了，大家运行例程就可以看到效果了。 多个子弹的发射实际上大家可以想办法用多个时钟控制多个子弹数组的出现就可以了。 九．程序优化 坦克大战不止一个坦克吧，也是子弹乱飞的，但随着角色越来越多，子弹越来越多，是不是要拼命地加时钟组件呢？运行上面的例程，大家试加多个坦克与多个子弹，可以发现画面非常卡。 这就要谈到一个程序优化的问题了，如果优化不好的话，改起来也非常麻烦的。 大家可以打开超级战机的源代码，可以发现，时钟组件只有一个，另一个是“输入设备”组件，如下图所示： 再看时钟组件的时钟周期，可以发现时钟周期为10。而子弹这些东东都是数组，并且是动态生成的。这样用一个快速的时钟周期去控制所有的角色和子弹，就可以实现程序的优化了。 大家将上节例程中的时钟组件的时钟周期改为10，运行后可以感觉到，是比时钟周期为50的且由两个时钟控制的画面流畅多了。 在这里，我将所有关于时钟2组件的代码都取消了，取而代之用时钟1去判断有无子弹并且显示子弹，代码如下所示： 参见例程“14_优化程序1.e”。 第二项要优化的工作就是键盘操作，大家有没有发现，按下方向键时，有时就是不动了，这是因为键盘只接受最后一次的状态，同时按下两个方向键也没有反映，这个是要优化的。 下面的代码就是在窗口中增加一个“输入设备1”组件，在启动窗口创建完毕事件的最后加了两行初始化代码。如下所示： 取消了启动窗口字符被按下的子程序，取而代之的是在“_时钟1_周期事件”子程序中增加以下代码，以实现不停地取键盘按下的状态： 最后大家不要忘记，代替启动窗口的“字符输入”或“按下某键”事件子程序的代码是以下代码： 通过以上的修改后，程序运行地更加流畅了，并且在按下键时也不会停止不动了。 参看例程“15_优化程序2.e”。 十．角色动作 让中心主角产生一些动作，如，向前后左右四个方向进行行走，以致于八个方向的行走。 前面已有坦克类似于运行的两张图片的交换，在此，如果有四个方向，那么就要制作四组坦克的图片。如果有八个方向，那么需要八组坦克的活动图片。 例如，有下述一组图片，分别表示上下左右行走的方向，每个方向有四张图片，一共有16张图片。 每张小图是128×128象素，因此取其中一张图片的代码如下： 参看例程“10_角色行走1.e”。 十一．地图移动 下面的程序将实现：画一个大一些的屏幕背景图，让角色在中间走动，或根据位置左右移动，或上下移动，这些效果是如何实现的呢？总之，先要在后台页面画一个大一些的地图来，然后将人物在这个页面上移动。 1．自动向右移动 先实现一个向右自动移动的效果， 显示背景图片代码如下： 移动采用一个时钟进行控制，然后统一由一个子程序画图，代码如下所示： 参看例程“11_自动右移.e”。 大家可以查看一下CPU占用率，也不是很高。 2．自动上下移动 对于上下移动的画面，也可以通过取画面高度进行计算，代码如下： 参看例程“11_自动下移.e”。 3．左右控制移动 在这个例程中，可以使用左右光标键进行控制图片的左右移动。 参看例程“11_左右移动1.e”。 本例程中没有角色。 4．有角色的移动 在这个例程中，有一个人物作为中心角色，并且角色人物是不动的，而是背景在动。 参看例程“11_左右移动2.e”。 下面这个例程中的角色会随着左右光标的方向不同，而显示不同方向的移动。 参看例程“11_左右移动3.e”。 十二．拼接地图 设计地图实际上就是将地图分块后，将坐标，图片名存到一个数据库中，以后程序运行时，读取这个数据库的内容，还原到屏幕上即可。 我们所看到的“超级玛丽”，还有“红色警戒”、“传奇世界”等游戏中的地图都是不同的小块拼接而成的，并且有的游戏中可以自己设计游戏地图。 十三．叠加模拟窗口 十四．操作杆控制器 十五．声音播放 除了可以利用易语言自己播放MIDI、WAV音乐的命令和播放MP3音乐之外，也可以利用D2D提供的音乐操作数据类型进行控制。如下图所示： 一般来说MIDI音乐由于文件较小，适合一些较为卡通的游戏制作。 WAV声音文件较大，但如果制作背景音乐就非常好了，让WAV文件变小又能成为背景音乐的方法是：在保存时存为MPEG4核心的WAV文件，这样就是相当于使用MP3的压缩比制作了一个WAV文件，又小，声音质量又好，又能同时播放两首音乐以上。 MP3音乐文件较小，轻为经济，但由于一个程序内不能同时播放两首，因此较有局限性，一般使用一个WAV为背景音乐，一个MP3为即时音乐也行。 易程序“超级玛丽”源代码中有关于MIDI音乐播放的例子，大家可以参看这个例程，学习如何播放MIDI音乐。 易程序“无敌战机”和“超级玛丽”源代码中有关于WAV音乐播放的例子，大家可以参看这个例程，学习如何播放WAV音乐。 MP3是用易语言系统核心支持库的命令操作的，这个应该大家都会用吧。 十六．矩阵操作 十七．图像混合（半透明效果） 图像混合就是指的半透明效果。 在玩游戏的时候，很多时候我们会发现，当游戏角色走到一些遮挡物后面时，如走到一间房子后面，我们会发现这间房子好像有一个透视镜一样，角色半透明地显示出来。这是一种图像混合技术，在游戏当中应用得很广。 如要以50%的透明度混合两幅图像，混合出来的图像等于第一帐图像的颜色值乘以0.5加上第二幅图像的颜色值乘以0.5。 十八．粒子系统 十九．脚本语言 二十．降低内存 二十一．网络通讯 二十二．总结 通过以上的学习，大家应该基本掌握了D2D的编程方法，如果想要编写大型的网络游戏，还需要大量的实践和学习。您还需要进一步学习，如如何降低内存的占用率，如何更好地进行网络连接等。 前台页面 前台页面 预备页面1 预备页面2 � 后台页面 后台页面 换页后 换页 PAGE 2