D3D之2D游戏编程（二）——游戏主窗口

来源：互联网发布：matlab 矩阵元素运算编辑：程序博客网时间：2024/05/29 15:21

在开始写游戏相关的代码之前，我们需要实现Win32程序的大体框架，其中最重要的是主窗口和消息循环。我不打算使用诸如WTL，MFC之类的GUI框架，在游戏编程中，这些框架除了增加复杂性之外并没有太大好处。最明智的做法是自己写一个简单但适合于游戏开发的视窗框架。我接下来将会实现它，这个框架用到代码非常的少，甚至没有类的存在，但它的确满足要求了。最重要的一点是，它非常容易理解。

创建工程

用VS创建一个Win32工程，工程文件结构大致是这样的：

- main/
    App.cpp
- lib/
    Commons.h
    WindowFrame.h
    WindowFrame.cpp

App.cpp 是程序的主执行流程。

Commons.h 用于存放公共的类型声明和辅助函数，以后会逐步丰富这个头文件的代码。

WindowFrame.h/cpp 实现下面的功能：

一个顶层窗口
一个消息循环
FPS计算

后面给出的Demo下载就可以看到全貌了。

创建窗口

创建窗口的代码包装成一个函数，只需传递几个参数就可以把窗口创建并显示出来，下面是原代码：

BOOL InitWindow(LPCTSTR title, int clientWidth, int clientHeight, WINDOWPROC procWnd)
{
#define WND_CLASSNAME _T("colin.windows.class")

    _WndProc = procWnd;

    // 注册窗口类
    WNDCLASSEX wcex;
    wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wcex.style            = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wcex.lpfnWndProc    = (WNDPROC)_WindowProc;
    wcex.cbClsExtra        = 0;
    wcex.cbWndExtra        = 0;
    wcex.hInstance        = ThisModuleHandle();
    wcex.hIcon            = NULL;
    wcex.hCursor        = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wcex.hbrBackground    = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
    wcex.lpszMenuName    = NULL;
    wcex.lpszClassName    = WND_CLASSNAME;
    wcex.hIconSm        = NULL;

    if (!RegisterClassEx(&wcex))
    {
        _ASSERT(!"RegisterClassEx failed!");
        return FALSE;
    }

    // 创建窗口
    int width = clientWidth + 2 * GetSystemMetrics(SM_CXDLGFRAME);
    int height = clientHeight + 2 * GetSystemMetrics(SM_CYDLGFRAME) + GetSystemMetrics(SM_CYCAPTION);

    _Hwnd = CreateWindow(
        WND_CLASSNAME,
        title,
        WS_OVERLAPPED | WS_CAPTION | WS_SYSMENU | WS_MINIMIZEBOX,
        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
        width, height,
        NULL, NULL, ThisModuleHandle(), NULL);

    if (!_Hwnd)
    {
        _ASSERT(!"CreateWindow failed!");
        return FALSE;
    }

    // 显示窗口
    ShowWindow(_Hwnd, SW_SHOWNORMAL);
    UpdateWindow(_Hwnd);
    return TRUE;
}

第1个参数指定窗口标题；

第2、2个参数指定窗口客户区的大小，这更适合于游戏的需要。

第4个参数是窗口的回调函数，这个函数的原型并非标准的窗口过程：

// 窗口回调函数原型
// 如果返回FALSE，将调用系统默认的窗口过程，ret被忽略。
// 如果返回TRUE，不调用系统默认的窗口过程，ret将返回给系统
typedef BOOL (*WINDOWPROC)(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam, LRESULT& ret);

可以看到InitWindow里面有几个变量：_Hwnd, _WndProc，这是声明在WindowFrame.cpp里面的全局变量，因为游戏一般只需要一个顶层窗口，所以声明成全局变量是比较合适的：

HWND _Hwnd; // 主窗口
WINDOWPROC _WndProc; // 窗口回调
int _FPS; // 每秒渲染帧数

外部如果要取主窗口句柄，可通过下面的函数取到：

// 窗口句柄
HWND GetHwnd();

ThisModuleHandle是Commons.h的一个函数，用于取当前代码所在模块的句柄，有了这个函数，就不用在程序入口处保存模块句柄的全局变量了。

其他的细节，可以参考后面给出的Demo代码。

消息循环

消息循环同样用一个函数包装起来，为了符合游戏编程的需要，传入的参数是与渲染相关的，请看下面代码：

void MessageLoop(DWORD renderTime, RENDERPROC procRender)
{
    MSG msg = {0};
    DWORD currTick;
    DWORD lastTick = GetTick();
    DWORD lastSecTick = lastTick;
    int renderCount = 0;

    while(msg.message != WM_QUIT)
    {
        if(PeekMessage(&msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE))
        {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
        else
        {
            currTick = GetTick();

            // FPS
            if (currTick - lastSecTick >= 1000)
            {
                _FPS = renderCount;
                renderCount = 0;
                lastSecTick = currTick;
            }

            // 渲染
            if ((currTick - lastTick >= renderTime) && procRender)
            {
                ++renderCount;
                lastTick = currTick;
                procRender(currTick);
            }
            else
            {
                Sleep(1);
            }
        }
    }
}

第一个参数指定每一帧渲染的时间间隔，单位是毫秒；

第二个参数是渲染回调函数：

// 渲染回调函数原型
// tick指定当前时钟计数
typedef void (*RENDERPROC)(DWORD tick);

MessageLoop内部其实作了三个事件，一个是正常的消息循环，一个是FPS的计算，另一个是渲染调用。

Sleep使得当没有消息，且未到渲染时间的时候，可以交出时间片给CPU；如果没有这一句，程序的CPU占用会比较高。

GetTick是Commons.h实现的一个函数，作用类似于GetTickCount，但由于GetTickCount的精度太低，所以实际上用的是timeGetTime。

程序主流程

有了上面实现的几个函数之后，程序主流程就非常简单了，几行代码就搞定：

BOOL WindowProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam, LRESULT& ret)
{
    return FALSE;
}

void DoRender(DWORD tick)
{
}

int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    if (InitWindow(_T("测试窗口"), 800, 600, &WindowProc))
    {
        MessageLoop(20, &DoRender);
    }
    return 0;
}

以后的游戏都会复用这个简单的程序框架，WindowFrame不大会更改，Commons.h则会不断的丰富。

这是整个Demo的代码。