遊戲杆

遊戲杆非常好玩。與其好聽的名稱（Joystick——原意為歡樂杆）相符，這種裝置為遊戲體驗添加了許多樂趣，同時也為程式設計師的體驗添加了一些東西。正常情況下，通過呼叫IdirectInput介面的CreateDevice成員得到IdirectInputDevice介面（和物件），這對遊戲杆也適用。

但是開發人員都希望立即將介面升級到IDirectInputDevice2，那麼可以象下面這樣使用QueryInterface呼叫請求CreateDevice返回新的介面：

hr = lpDIDeviceJoystickTemp->QueryInterface(     IID_IDirectInputDevice2, 

    (void **) &g_lpDIDeviceJoystick);

如果成功，就可以釋放原來的介面，開始使用漂亮的新IDirectInputDevice2介面。但是為什麼要這麼做呢？IDirectInputDevice2介面提供IdirectInputDevice的所有功能，而且還有另外兩個重要特性：支援查詢裝置和支援力反饋裝置。

其次，需要設定上的一些考慮。還記得SetDataFormat定義了GetDeviceState返回的資料的型別。對於遊戲杆裝置，使用c_dfDIJoystick或c_dfDIJoystick2兩個預定義變數之一，將返回資料的型別設定為DIJOYSTATE或DIJOYSTATE2結構。選擇哪種主要取決於要使用遊戲杆哪種型別的特性。瀏覽這些結構中的成員應該對弄清這個問題有幫助。

同所有輸入裝置一樣，要為遊戲杆設定資料格式和協作級別。遊戲杆往往比鍵盤需要更多一點注意。這是因為現在還幾乎沒有功能完美的遊戲杆，所以程式應該檢查以確保控制的裝置能滿足要求。如果不能，就調整要求或者提醒使用者遊戲杆太落後！裝置的能力可以並且應該呼叫IdirectInputDevice介面的成員函式GetCapabilities探測。

這就引出了適用於所有DirectX元件的另一個討論點。DirectX為多種裝置提供廣泛的支援。軟體開發環境和使用環境可能有很大差別，不同的計算機支援不同水平的DirectX功能。編寫好使用DirectX的軟體，需要檢查硬體的能力。最差的情況下，如果某個功能不支援，可以退出程式。最好的情況當然是程式能夠聰明地根據缺少的特性調整本身的需求。

在開始從裝置得到輸入之前，需要設定裝置的特性。這些特性包括象返回值的範圍、遊戲杆的中心點等此類的細節。這一工作由函式SetProperty完成，相當複雜。

     SetProperty設定裝置的一個特性。首先，必須使用關於要改變的設定的一些資訊填寫一個數據結構。請參考Platform SDK中的文件，得到所有資料結構。每個結構都以一個DIPROPHEADER結構開始，此結構中填寫描述要改變的設定的資訊。然後，用特定於所改變的設定的資料填寫結構中剩餘的部分。最後，呼叫SetProperty，引數是GUID和指向結構中DIPROPHEADER部分的指標。下面的程式碼片段將遊戲杆的垂直範圍設定為–100到100：

DIPROPRANGE  dipRange ;

dipRange.diph.dwSize       = sizeof(dipRange); 

dipRange.diph.dwHeaderSize = sizeof(dipRange.diph); 

dipRange.diph.dwObj        = DIJOFS_Y; 

dipRange.diph.dwHow        = DIPH_BYOFFSET; 

dipRange.lMin              = -100; 

dipRange.lMax              = +100;

g_lpDIDeviceJoystick->SetProperty( DIPROP_RANGE,                                         &dipRange.diph) ;

     此結構中最難懂的部分是diph.dwObj和diph.dwHow。diph.dwHow描述diph.dwObj中儲存何種資訊。diph.dwObj實際描述哪個屬性被設定。大多數情況下，diph.dwHow的值是DIPH_BYOFFSET，diph.dwObj的值是傳遞給SetDataFormat的結構中一個預定義的偏移。

應該指出能夠列舉裝置的物件，包括按鈕和其它特點。這一工作由EnumObjects函式完成。這樣做時，應該提供一個物件標誌符。將此標誌符傳遞給diph.dwObj成員，將diph.dwHow成員填寫為DIPH_BYID。

在從裝置讀取資料之前，至少要為裝置的X和Y座標軸設定最小和最大值。設定好裝置屬性後，就可以獲得裝置並開始從裝置獲得資料。從遊戲杆獲取資料與從鍵盤或滑鼠獲取資料不同，因為遊戲杆是查詢裝置。

鍵盤和滑鼠會引發硬體中斷，由系統中的驅動程式處理，並用來更新通過呼叫GetDeviceState由DirectInput返回的資料。查詢裝置（如大多數遊戲杆）不產生硬體中斷，因此，DirectInput必須被告知從裝置獲取狀態資訊。這一工作通過呼叫IDirectInputDevice2介面的Poll成員函式完成。此時也是檢查裝置是否需要重新獲得的適當時機。裝置被成功查詢後，就可以呼叫GetDeviceState獲取狀態資訊。

如果呼叫SetDataFormat時使用c_dfDIJoystick變數，那麼GetDeviceState將用遊戲杆當前的狀態資訊填充一個DIJOYSTATE結構。此結構的內容主要取決於物理裝置的特性和SetProperty的設定。例如，如果結構中的lY成員等於-50，並且Y軸的範圍設定為-100到100，那麼就是說遊戲杆在垂直方向上處於中心和最頂端的中間。程式中應該確保裝置的範圍設定為能合理滿足需求的值。為了從遊戲杆裝置中獲取資料，程式應該定期查詢裝置。

使用DirectInputEffect

首先，應該解釋一些力反饋技術。力反饋裝置是能夠產生使用者可以感覺到的力的裝置，這些力叫作效果，例如顛簸效果或者持續的將操縱桿推向右上方的力。這些效果是“播放”出來的，效果由程式控制播放，或者對函式呼叫響應，或者對使用者按鍵自動反應。

     DirectInput目前支援大約一打不同的效果型別（見表5）。這些效果的範圍從完全由程式控制的低階持續力效果，到由DirectInput或裝置自己控制的高階傾斜或波動效果。效果有四種基本型別：持續力、傾斜效果、週期效果和條件。持續力是單一方向上不改變強度的力。傾斜效果是強度隨時間線性變化的持續的力。週期效果是沿著給定的軸重複變化，其量級或者力的強度由週期效果定義。條件是對使用者與遊戲杆的互動作用做出響應的效果。這種效果可能是象一根彈簧，操縱桿向某個方向推得越遠，反彈力就越強。

表5：DirectInput效果的型別

下面所有與力反饋遊戲杆有關的工作都是針對Microsoft SideWinder Force Feedback Pro遊戲杆，這就是說，本文中的某些細節對其它裝置可能多少會產生一些問題。

在建立力反饋效果以前先獲得裝置是一個不錯的想法。雖然這不是必須的，但是在效果能夠被下傳到裝置前必須要獲得裝置。這一點對於播放對使用者按下按鈕做出反應的力效果尤其重要。

要建立效果，首先要為每個打算使用的效果建立DirectInputEffect物件的例項。這一工作通過呼叫IDirectInputDevice2介面的CreateEffect成員函式完成。此函式需要效果的GUID，以及指向DIEFFECT結構的指標，該結構中填寫的是效果的細節。最後，CreateEffect返回一個指向IdirectInputEffect介面的指標，該指標的地址是CreateEffect的一個引數。這個呼叫的核心部分集中在DIEFFECT結構的填充。

     DIEFFECT結構如下定義：

typedef struct { 

    DWORD dwSize; 

    DWORD dwFlags; 

    DWORD dwDuration; 

    DWORD dwSamplePeriod; 

    DWORD dwGain; 

    DWORD dwTriggerButton; 

    DWORD dwTriggerRepeatInterval;

    DWORD cAxes; 

    LPDWORD rgdwAxes; 

    LPLONG rglDirection; 

    LPDIENVELOPE lpEnvelope; 

    DWORD cbTypeSpecificParams; 

    LPVOID lpvTypeSpecificParams; 

} DIEFFECT, *LPDIEFFECT;

dwSize成員是此結構的位元組數。DwFlags指出效果使用的座標型別，以及是使用偏移方法還是ID方法描述按鈕（就向前面說明的SetProperty）。通常情況下，可以設定為DIEFF_CARTESIAN|DIEFF_OBJECTOFFSETS，即按鈕採用偏移描述，座標使用XYZ座標形式。

DwDuration說明效果播放多少毫秒。注意dwDuration可以設為INFINITE。DwSamplePeriod說明效果播放一個週期花費多少毫秒。不同裝置支援不同的週期。實際中，SideWinder遊戲杆支援的週期不大於1秒，不小於1/80秒。DwGain可以看作效果的主要量，因為它說明效果多麼有力。此值的範圍是0到10000。

DwTriggerButton和dwTriggerRepeatInterval用來設定觸發效果播放的按鈕，以及重複頻率。當然，可以通過將dwTriggerButton的值設定為DIEB_NOTRIGGER來將效果設定為與按鈕無關。否則，dwFlags定義通過ID還是偏移方式描述按鈕。因為偏移方式不需要呼叫EnumObjects，所以一般可以將值指定為DIJOFS_ BUTTON0和DIJOFS_BUTTON1。

CAxes成員說明效果將影響幾個軸。RgdwAxes指向一個描述所包含的軸的DWORD陣列，陣列中每個軸是一個成員。同按鈕一樣，軸也是用偏移或者ID來指明。一般的偏移值包括DIJOFS_X和DIJOFS_Y。

同樣，rglDirection成員指向一個long型陣列，每個軸是一個成員。在笛卡兒座標中，（Y=-1，X=1）與（Y=-10，X=10）描述的是同一個方向。這就是說，如果想得到一個不是45度整數倍方向上的斜的力，就應該調整兩個值的相對大小。例如，（Y=-10，X=1）描述與上面例子在同一象限的方向，但卻明顯靠近Y軸。

圖1：包效果

     DIEFFECT結構的最後兩個成員是cbTypeSpecificParams和lpvTypeSpecificParams。它們儲存特定於所建立效果型別的結構的位元組數和地址。特定型別的效果使用何種結構的資訊見表5。

填寫完這個結構並呼叫CreateEffect後，就會獲得指向IdirectInputEffect介面的指標，現在可以使用此介面播放效果，改變效果等。如果沒有將效果聯絡到按鈕，就必須用IdirectInputEffect介面的Start和Stop成員播放和停止效果。如果效果與按鈕關聯，那麼在建立時下傳到裝置；否則，效果在播放時自動下傳到裝置。如果程式必須重新獲得裝置，那麼所有與按鈕相關的效果必須通過明確的呼叫Download成員才能下傳到裝置。

效果能夠用Unload成員解除安裝，也能夠通過向SetParameters成員函式傳遞新的DIEFFECT結構重新設定引數。當程式用完效果後，必須呼叫介面的Release成員。

演示例子

圖2：演示程式

首先，應該建立演示程式碼並執行，應該能看到一個遊戲杆配置視窗（見圖2）。使用遊戲杆可以移動中間的人，在視窗的左上角是座標和輸入狀態資訊。如果有力反饋遊戲杆，那麼通過按下按鈕1和2應該能感覺到一對不同的力。如果將小人撞到視窗的邊緣，應該能感到碰撞效果。

這個例子說明了DirectInput的使用。這裡仍然有相當數量的程式碼與DirectInput沒有直接關係。這些程式碼根據功能劃分成模組。Main.cpp是基本的WinMain樣板檔案和視窗建立程式碼。除了呼叫初始化函式外，這部分程式碼基本上與本文的其它部分沒有關係。它建立視窗，進入訊息迴圈。WndProc.cpp包含程式視窗的視窗過程。

     Demo.cpp開始了有意義的程式碼。不論何時提到“demo”，都是指程式遊戲。例如，InitDemo函式為圖形設定狀態資料並建立一些所需的時間和執行緒。除了初始化，此演示程式執行在第二個執行緒中。該執行緒嘗試讀取輸入並重新整理狀態資料，每秒進行32次。然後使視窗無效，從而讓主執行緒重新繪製視窗。這就是說，輸入和狀態變化的一個反覆，或者說一個演示週期，大約有1/32秒。所以，不管顯示重新整理得多麼頻繁，輸入響應速度都會保持一致。

     DX.cpp包含DirectX需要的非常小的初始化和結束處理，然後呼叫完成特殊DirectInput工作的函式。除了CoInitialize和CoUninitialize外，DXInput模組包含本文中提到的所有內容。函式按照演示程式中用到的順序列出，每個只列一次。注意，DirectInput的大部分工作在初始化中完成。冗長的任務劃分成幾個函式列在表6中。

表6：DXInput.cpp的函式

這個模組中的另一個要點是演示程式重複呼叫的函式。ForceEffect播放一個存在的效果，GetKeyboardInput獲得鍵盤輸入，GetJoystickInput獲得遊戲杆輸入。最後UnInitDirectInput結束所有的一切。