DirectX 10教程2：创建一个框架和窗口
原文地址：Tutorial 2: Creating a Framework and Window(http://www.rastertek.com/dx10tut02.html)。
源代码下载：dx10tut02.zip
在开始DirectX 10编程之前，我推荐你创建一个简单的框架，这个框架用于处理基本的窗体功能，并可以非常容易地进行扩展。因为本教程的目的是为了演示DirectX 10的各项功能，因此我会将框架的代码尽量精简。
框架
框架包含4个项目。它有一个WinMain方法处理程序的入口点，有一个system类封装了整个应用程序，并可以从WinMain方法中调用，在system类中我们还使用了一个input类处理用户输入，一个graphics类处理DirectX图形代码。框架结构如下图所示：
图1 框架结构
下面我们看一下在main.cpp文件中的WinMain方法。
WinMain
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: main.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "systemclass.h"
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR pScmdline, int iCmdshow)
{
SystemClass* System;
bool result;
// 创建system对象。
System = new SystemClass;
if(!System)
{
return 0;
}
//初始化并运行system对象。
result = System->Initialize();
if(result)
{
System->Run();
}
// 关闭并释放system对象。
System->Shutdown();
delete System;
System = 0;
return 0;
}
WinMain方法相当简单。我们创建了system对象并进行初始化，如果初始化成功则调用system类的Run方法。Run方法运行自己的循环过程并执行所有的程序代码。当Run方法完成后，关闭system对象并进行清除。这样我们就简化了程序结构，将整个程序封装在了system类中。下面看一下system类的头文件。
Systemclass.h
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Filename: systemclass.h //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #ifndef _SYSTEMCLASS_H_ #define _SYSTEMCLASS_H_
我们定义了WIN32_LEAN_AND_MEAN，这样就可以通过排除某些不常用的API减小Win32头文件，可以加速程序生成过程。
/////////////////////////////// // PRE-PROCESSING DIRECTIVES // /////////////////////////////// #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
需要包含Windows.h头文件，这样我们就可以调用方法创建/销毁窗口，并可以使用其他有用的win32方法。
////////////// // INCLUDES // ////////////// #include <windows.h>
我们还包含了框架中另两个类的头文件，这样我们就可以在system类中使用它们。
/////////////////////// // MY CLASS INCLUDES // /////////////////////// #include "inputclass.h" #include "graphicsclass.h"
类的定义很简单。有Initialize，Shutdown和Run方法，它们可以被定义在这个类中的WinMain调用。还有一些私有方法可以在这个方法中被调用。还包含了一个MessageHandler方法用于处理来自于windows系统的消息。最后有一些私有变量m_Input和m_Graphics指向处理输入和图形的两个对象。
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Class name: SystemClass
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class SystemClass
{
public:
SystemClass();
SystemClass(const SystemClass&);
~SystemClass();
bool Initialize();
void Shutdown();
void Run();
LRESULT CALLBACK MessageHandler(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
private:
bool Frame();
void InitializeWindows(int&, int&);
void ShutdownWindows();
private:
LPCWSTR m_applicationName;
HINSTANCE m_hinstance;
HWND m_hwnd;
InputClass* m_Input;
GraphicsClass* m_Graphics;
};
/////////////////////////
// FUNCTION PROTOTYPES //
/////////////////////////
static LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
/////////////
// GLOBALS //
/////////////
static SystemClass* ApplicationHandle = 0;
#endif
这个类中还包含了WndProc方法和ApplicationHandle指针，这样我们就可以将窗体消息处理重定向到system类中的MessageHandler方法。下面看一下system类的源文件：
Systemclass.cpp
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Filename: systemclass.cpp //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #include "systemclass.h"
在类的构造函数中将对象指针初始化为null。这很重要，因为如果这些对象的初始化过程失败，那么以后的Shutdown方法会试图清理这些对象，如果这个对象不为null，程序就会认为它是已经正确创建的对象，需要被清理。将所有指针和变量初始化为null是一个编程的好习惯，如果你不进行这个步骤，某些释放操作可能会失败。
SystemClass::SystemClass()
{
m_Input = 0;
m_Graphics = 0;
}
下面的代码我创建了一个空的复制构造函数和一个空的析构函数。在这个类中我们不需要它们，但如果没有定义，一些编译器会自动帮你生成这两个函数，所以我将它们设为空白。你还会注意到在析构函数中没有清理任何对象，这个步骤是在Shutdown方法中进行的。这样做的理由是我无法确定清理操作是否会被调用，某些windows函数（例如ExitThread()）不会调用类析构函数，可能导致内存泄露。
SystemClass::SystemClass(const SystemClass& other)
{
}
SystemClass::~SystemClass()
{
}
Initialize方法处理所有设置过程。它首先调用InitializeWindows创建应用程序所需的窗体，还创建并初始化input和graphics对象，这两个对象用于处理用户输入和绘制图形。
bool SystemClass::Initialize()
{
int screenWidth, screenHeight;
bool result;
// Initialize the width and height of the screen to zero before sending the variables into the function.
screenWidth = 0;
screenHeight = 0;
// Initialize the windows api.
InitializeWindows(screenWidth, screenHeight);
// Create the input object. This object will be used to handle reading the keyboard input from the user.
m_Input = new InputClass;
if(!m_Input)
{
return false;
}
// Initialize the input object.
m_Input->Initialize();
// Create the graphics object. This object will handle rendering all the graphics for this application.
m_Graphics = new GraphicsClass;
if(!m_Graphics)
{
return false;
}
// Initialize the graphics object.
result = m_Graphics->Initialize(screenWidth, screenHeight, m_hwnd);
if(!result)
{
return false;
}
return true;
}
Shutdown方法用于清理工作，它关闭并释放与graphics和input对象相联系的所有对象，还关闭了窗口以及与之联系的句柄。
void SystemClass::Shutdown()
{
// Release the graphics object.
if(m_Graphics)
{
m_Graphics->Shutdown();
delete m_Graphics;
m_Graphics = 0;
}
// Release the input object.
if(m_Input)
{
delete m_Input;
m_Input = 0;
}
// Shutdown the window.
ShutdownWindows();
return;
}
在Run方法中，应用程序在循环处理中执行所有处理过程直至退出。在每个循环中都会调用Frame方法进行处理。这是一个非常重要的概念，程序的其他部分都是以这种方式编写的。伪代码如下：
当没有done时
检查窗体系统信息
处理系统信息
处理应用程序循环
检查用户是否需要在绘制过程中退出
void SystemClass::Run()
{
MSG msg;
bool done, result;
// Initialize the message structure.
ZeroMemory(&msg, sizeof(MSG));
// Loop until there is a quit message from the window or the user.
done = false;
while(!done)
{
// Handle the windows messages.
if(PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
// If windows signals to end the application then exit out.
if(msg.message == WM_QUIT)
{
done = true;
}
else
{
// Otherwise do the frame processing.
result = Frame();
if(!result)
{
done = true;
}
}
}
return;
}
Frame方法中包含了所有处理过程。目前来说非常简单，我们检查用户是否按下了Escape键退出，如果不是，则调用graphics对象绘制此帧的图像。以后我们还会在这个方法中添加更多的代码。
bool SystemClass::Frame()
{
bool result;
// Check if the user pressed escape and wants to exit the application.
if(m_Input->IsKeyDown(VK_ESCAPE))
{
return false;
}
// Do the frame processing for the graphics object.
result = m_Graphics->Frame();
if(!result)
{
return false;
}
return true;
}
MessageHandler方法处理windows系统消息，这样我们就可以监听感兴趣的消息。目前来说，我们只是监听键盘按下或释放的信息，然后将这个信息传递到input对象中。而其他信息则返回到默认的windows消息处理程序中。
LRESULT CALLBACK SystemClass::MessageHandler(HWND hwnd, UINT umsg, WPARAM wparam, LPARAM lparam)
{
switch(umsg)
{
// Check if a key has been pressed on the keyboard.
case WM_KEYDOWN:
{
// If a key is pressed send it to the input object so it can record that state.
m_Input->KeyDown((unsigned int)wparam);
return 0;
}
// Check if a key has been released on the keyboard.
case WM_KEYUP:
{
// If a key is released then send it to the input object so it can unset the state for that key.
m_Input->KeyUp((unsigned int)wparam);
return 0;
}
// Any other messages send to the default message handler as our application won't make use of them.
default:
{
return DefWindowProc(hwnd, umsg, wparam, lparam);
}
}
}
在InitializeWindows方法中我们构建了窗体，这个方法以screenWidth和screenHeight为参数。我们使用了一些默认设置创建了一个无边框的空窗口。这个方法根据一个叫做FULL_SCREEN的变量创建一个小窗口或全屏窗口，如果这个变量设置为true，则生成一个全屏窗口，如果设置为false，则在屏幕中央生成一个800x600的窗口。我将FULL_SCREEN变量放置在graphicsclass.h文件顶部，后面我会解释为什么将这个变量放置在此而不是Systemclass.h的顶部。
void SystemClass::InitializeWindows(int& screenWidth, int& screenHeight)
{
WNDCLASSEX wc;
DEVMODE dmScreenSettings;
int posX, posY;
// Get an external pointer to this object.
ApplicationHandle = this;
// Get the instance of this application.
m_hinstance = GetModuleHandle(NULL);
// Give the application a name.
m_applicationName = L"Engine";
// Setup the windows class with default settings.
wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_OWNDC;
wc.lpfnWndProc = WndProc;
wc.cbClsExtra = 0;
wc.cbWndExtra = 0;
wc.hInstance = m_hinstance;
wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_WINLOGO);
wc.hIconSm = wc.hIcon;
wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(BLACK_BRUSH);
wc.lpszMenuName = NULL;
wc.lpszClassName = m_applicationName;
wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
// Register the window class.
RegisterClassEx(&wc);
// Determine the resolution of the clients desktop screen.
screenWidth = GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
screenHeight = GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);
// Setup the screen settings depending on whether it is running in full screen or in windowed mode.
if(FULL_SCREEN)
{
// If full screen set the screen to maximum size of the users desktop and 32bit.
memset(&dmScreenSettings, 0, sizeof(dmScreenSettings));
dmScreenSettings.dmSize = sizeof(dmScreenSettings);
dmScreenSettings.dmPelsWidth = (unsigned long)screenWidth;
dmScreenSettings.dmPelsHeight = (unsigned long)screenHeight;
dmScreenSettings.dmBitsPerPel = 32;
dmScreenSettings.dmFields = DM_BITSPERPEL | DM_PELSWIDTH | DM_PELSHEIGHT;
// Change the display settings to full screen.
ChangeDisplaySettings(&dmScreenSettings, CDS_FULLSCREEN);
// Set the position of the window to the top left corner.
posX = posY = 0;
}
else
{
// If windowed then set it to 800x600 resolution.
screenWidth = 800;
screenHeight = 600;
// Place the window in the middle of the screen.
posX = (GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN) - screenWidth) / 2;
posY = (GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN) - screenHeight) / 2;
}
// Create the window with the screen settings and get the handle to it.
m_hwnd = CreateWindowEx(WS_EX_APPWINDOW, m_applicationName, m_applicationName,
WS_CLIPSIBLINGS | WS_CLIPCHILDREN | WS_POPUP,
posX, posY, screenWidth, screenHeight, NULL, NULL, m_hinstance, NULL);
// Bring the window up on the screen and set it as main focus.
ShowWindow(m_hwnd, SW_SHOW);
SetForegroundWindow(m_hwnd);
SetFocus(m_hwnd);
// Hide the mouse cursor.
ShowCursor(false);
return;
}
ShutdownWindow释放窗体和对应的句柄。
void SystemClass::ShutdownWindows()
{
// Show the mouse cursor.
ShowCursor(true);
// Fix the display settings if leaving full screen mode.
if(FULL_SCREEN)
{
ChangeDisplaySettings(NULL, 0);
}
// Remove the window.
DestroyWindow(m_hwnd);
m_hwnd = NULL;
// Remove the application instance.
UnregisterClass(m_applicationName, m_hinstance);
m_hinstance = NULL;
// Release the pointer to this class.
ApplicationHandle = NULL;
return;
}
WndProc方法接收窗体发送的消息。在初始化窗体类时，我们在InitializeWindows方法中使用wc.lpfnWndProc = WndProc告知了WndProc的名称。我在这个类中包含WndProc方法的原因是让它发送所有消息到MessageHandler方法中，这样做可以将消息处理过程直接挂钩到这个类，使代码保持简洁。
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT umessage, WPARAM wparam, LPARAM lparam)
{
switch(umessage)
{
// Check if the window is being destroyed.
case WM_DESTROY:
{
PostQuitMessage(0);
return 0;
}
// Check if the window is being closed.
case WM_CLOSE:
{
PostQuitMessage(0);
return 0;
}
// All other messages pass to the message handler in the system class.
default:
{
return ApplicationHandle->MessageHandler(hwnd, umessage, wparam, lparam);
}
}
}
Inputclass.h
为了让这个教程保持简单，我使用了windows的输入功能（以后会有个教程介绍DirectInput）。Inputclass类处理用户的键盘输入。这个类接收的输入来自于SystemClass::MessageHandler方法。Input对象会在一个keyboard数组中储存每个键的状态，可以告知哪个键被按下。下面是代码：
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: inputclass.h
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef _INPUTCLASS_H_
#define _INPUTCLASS_H_
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Class name: InputClass
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class InputClass
{
public:
InputClass();
InputClass(const InputClass&);
~InputClass();
void Initialize();
void KeyDown(unsigned int);
void KeyUp(unsigned int);
bool IsKeyDown(unsigned int);
private:
bool m_keys[256];
};
#endif
Inputclass.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: inputclass.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "inputclass.h"
InputClass::InputClass()
{
}
InputClass::InputClass(const InputClass& other)
{
}
InputClass::~InputClass()
{
}
void InputClass::Initialize()
{
int i;
// Initialize all the keys to being released and not pressed.
for(i=0; i<256; i++)
{
m_keys[i] = false;
}
return;
}
void InputClass::KeyDown(unsigned int input)
{
// If a key is pressed then save that state in the key array.
m_keys[input] = true;
return;
}
void InputClass::KeyUp(unsigned int input)
{
// If a key is released then clear that state in the key array.
m_keys[input] = false;
return;
}
bool InputClass::IsKeyDown(unsigned int key)
{
// Return what state the key is in (pressed/not pressed).
return m_keys[key];
}
Graphicsclass.h
Graphics类是system类创建的另一个对象，应用程序中的所有图像功能都封装在这个类中。我还在头文件中包含了与图形相关的全局设置。目前这个类是空的，但在后面的教程中会包括所有图形对象。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Filename: graphicsclass.h //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #ifndef _GRAPHICSCLASS_H_ #define _GRAPHICSCLASS_H_ ////////////// // INCLUDES // ////////////// #include///////////// // GLOBALS // ///////////// const bool FULL_SCREEN = false; const bool VSYNC_ENABLED = true; const float SCREEN_DEPTH = 1000.0f; const float SCREEN_NEAR = 0.1f; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Class name: GraphicsClass //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// class GraphicsClass { public: GraphicsClass(); GraphicsClass(const GraphicsClass&); ~GraphicsClass(); bool Initialize(int, int, HWND); void Shutdown(); bool Frame(); private: bool Render(); private: }; #endif
Graphicsclass.cpp
因为本教程只需构建框架，所以目前这个类是空的。
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Filename: graphicsclass.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "graphicsclass.h"
GraphicsClass::GraphicsClass()
{
}
GraphicsClass::GraphicsClass(const GraphicsClass& other)
{
}
GraphicsClass::~GraphicsClass()
{
}
bool GraphicsClass::Initialize(int screenWidth, int screenHeight, HWND hwnd)
{
return true;
}
void GraphicsClass::Shutdown()
{
return;
}
bool GraphicsClass::Frame()
{
return true;
}
bool GraphicsClass::Render()
{
return true;
}
总结
现在我们有了一个程序框架，可以在屏幕上显示一个窗口了。这个框架是接下来所有示例的基础，因此理解这个框架是非常重要的。你可以试着做一下练习编译代码。如果你现在还不能完全理解框架也可以进入下一个教程，在以后的教程中你可以更好地理解框架的原理。
练习
将graphicsclass.h中的参数FULL_SCREEN设置为true，然后重新编译运行代码，按下escape键退出程序。
文件下载（已下载 1026 次）发布时间：2012/7/13 下午12:44:25 阅读次数：9126
