游戏引擎学习第13天

embedded/2024/11/18 12:05:04/

视频参考:https://www.bilibili.com/video/BV1QQUaYMEEz/
改代码的地方尽量一张图说清楚吧,懒得浪费时间
在这里插入图片描述

game.h

#pragma once
#include <cmath>
#include <cstdint>
#include <malloc.h>#define internal static        // 用于定义内翻译单元内部函数
#define local_persist static   // 局部静态变量
#define global_variable static // 全局变量
#define Pi32 3.14159265359typedef uint8_t uint8;
typedef uint16_t uint16;
typedef uint32_t uint32;
typedef uint64_t uint64;typedef int8_t int8;
typedef int16_t int16;
typedef int32_t int32;
typedef int64_t int64;
typedef int32 bool32;typedef float real32;
typedef double real64;// NOTE: 平台层为游戏提供的服务
// NOTE: 游戏为平台玩家提供的服务
// （这个部分未来可能扩展——例如声音处理可能在单独的线程中）// 四个主要功能 - 时间管理，控制器/键盘输入，位图缓冲区，声音缓冲区struct game_offscreen_buffer {// TODO（casey）：未来，渲染将特别变成一个三层抽象！！！void *Memory;// 后备缓冲区的宽度和高度int Width;int Height;int Pitch;int BytesPerPixel;
};struct game_sound_output_buffer {int SamplesPerSecond; // 采样率：每秒采样48000次int SampleCount;int16 *Samples;
};// 游戏更新和渲染的主函数
// 参数包含图像缓冲区和音频缓冲区
internal void GameUpdateAndRender(game_offscreen_buffer *Buffer,game_sound_output_buffer *SoundBuffer);// 三个主要功能：
// 1. 时间管理（Timing）
// 2. 控制器/键盘输入（Controller/Keyboard Input）
// 3. 位图输出（Bitmap Output）和声音（Sound）
// 使用的缓冲区（Buffer）

game.cpp

#include "game.h"internal void GameOutputSound(game_sound_output_buffer *SoundBuffer,int ToneHz) {local_persist real32 tSine;int16 ToneVolume = 3000;int16 *SampleOut = SoundBuffer->Samples;int WavePeriod = SoundBuffer->SamplesPerSecond / ToneHz;// 循环写入样本到第一段区域for (int SampleIndex = 0; SampleIndex < SoundBuffer->SampleCount;++SampleIndex) {real32 SineValue = sinf(tSine);int16 SampleValue = (int16)(SineValue * ToneVolume);*SampleOut++ = SampleValue; // 左声道*SampleOut++ = SampleValue; // 右声道tSine += 2.0f * (real32)Pi32 * 1.0f / (real32)WavePeriod;}
}// 渲染一个奇异的渐变图案
internal void
RenderWeirdGradient(game_offscreen_buffer *Buffer, int BlueOffset,int GreenOffset) { // TODO:让我们看看优化器是怎么做的uint8 *Row = (uint8 *)Buffer->Memory; // 指向位图数据的起始位置for (int Y = 0; Y < Buffer->Height; ++Y) {  // 遍历每一行uint32 *Pixel = (uint32 *)Row;            // 指向每一行的起始像素for (int X = 0; X < Buffer->Width; ++X) { // 遍历每一列uint8 Blue = (X + BlueOffset);          // 计算蓝色分量uint8 Green = (Y + GreenOffset);        // 计算绿色分量*Pixel++ = ((Green << 8) | Blue);       // 设置当前像素的颜色}Row += Buffer->Pitch; // 移动到下一行}
}internal void GameUpdateAndRender(game_offscreen_buffer *Buffer,game_sound_output_buffer *SoundBuffer) {local_persist int BlueOffset = 0;local_persist int GreenOffset = 0;local_persist int ToneHz = 256;GameOutputSound(SoundBuffer, ToneHz);RenderWeirdGradient(Buffer, BlueOffset, GreenOffset);
}

win32_game.h

#pragma once
#include "game.h"
#include <dsound.h>
#include <windows.h>
#include <winnt.h>
#include <xinput.h>// 添加这个去掉重复的冗余代码
struct win32_window_dimension {int Width;int Height;
};struct win32_offscreen_buffer {BITMAPINFO Info;void *Memory;// 后备缓冲区的宽度和高度int Width;int Height;int Pitch;int BytesPerPixel;
};struct win32_sound_output {// 音频测试uint32 RunningSampleIndex; // 样本索引int SamplesPerSecond;      // 采样率：每秒采样48000次int BytesPerSample;        // 一个样本的大小int SecondaryBufferSize;   // 缓冲区大小real32 tSine;              // 保存当前的相位int LatencySampleCount;
};

win32_game.cpp


/**
T这不是最终版本的平台层
1. 存档位置
2. 获取自己可执行文件的句柄
3. 资源加载路径
4. 线程（启动线程）
5. 原始输入（支持多个键盘）
6. Sleep/TimeBeginPeriod
7. ClipCursor()（多显示器支持）
8. 全屏支持
9. WM_SETCURSOR（控制光标可见性）
10. QueryCancelAutoplay
11. WM_ACTIVATEAPP（当我们不是活动应用程序时）
12. Blit速度优化（BitBlt）
13. 硬件加速（OpenGL或Direct3D或两者？）
14. GetKeyboardLayout（支持法语键盘、国际化WASD键支持）
只是一个部分清单
*/#include "win32_game.h"
#include "game.cpp"
#include "game.h"// TODO: 全局变量
// 用于控制程序运行的全局布尔变量，通常用于循环条件
global_variable bool GloblaRunning;
// 用于存储屏幕缓冲区的全局变量
global_variable win32_offscreen_buffer GlobalBackbuffer;
global_variable LPDIRECTSOUNDBUFFER GlobalSecondaryBuffer;/*** @param dwUserIndex // 与设备关联的玩家索引* @param pState // 接收当前状态的结构体*/
#define X_INPUT_GET_STATE(name)                                                \DWORD WINAPI name(DWORD dwUserIndex,                                         \XINPUT_STATE *pState) // 定义一个宏，将指定名称设置为// XInputGetState 函数的类型定义/*** @param dwUserIndex // 与设备关联的玩家索引* @param pVibration  // 要发送到控制器的震动信息*/
#define X_INPUT_SET_STATE(name)                                                \DWORD WINAPI name(                                                           \DWORD dwUserIndex,                                                       \XINPUT_VIBRATION *pVibration) // 定义一个宏，将指定名称设置为// XInputSetState 函数的类型定义typedef X_INPUT_GET_STATE(x_input_get_state); // 定义了 x_input_get_state 类型，为 `XInputGetState`// 函数的类型
typedef X_INPUT_SET_STATE(x_input_set_state); // 定义了 x_input_set_state 类型，为 `XInputSetState`// 函数的类型// 定义一个 XInputGetState 的打桩函数，返回值为
// ERROR_DEVICE_NOT_CONNECTED，表示设备未连接
X_INPUT_GET_STATE(XInputGetStateStub) { //return (ERROR_DEVICE_NOT_CONNECTED);
}// 定义一个 XInputSetState 的打桩函数，返回值为
// ERROR_DEVICE_NOT_CONNECTED，表示设备未连接
X_INPUT_SET_STATE(XInputSetStateStub) { //return (ERROR_DEVICE_NOT_CONNECTED);
}// 设置全局变量 XInputGetState_ 和 XInputSetState_ 的初始值为打桩函数
global_variable x_input_get_state *XInputGetState_ = XInputGetStateStub;
global_variable x_input_set_state *XInputSetState_ = XInputSetStateStub;// 定义宏将 XInputGetState 和 XInputSetState 重新指向 XInputGetState_ 和
// XInputSetState_
#define XInputGetState XInputGetState_
#define XInputSetState XInputSetState_// 加载 XInput DLL 并获取函数地址
internal void Win32LoadXInput(void) { //HMODULE XInputLibrary = LoadLibrary("xinput1_4.dll");if (!XInputLibrary) {// 如果无法加载 xinput1_4.dll，则回退到 xinput1_3.dllXInputLibrary = LoadLibrary("xinput1_3.dll");} else {// TODO:Diagnostic}if (XInputLibrary) { // 检查库是否加载成功XInputGetState = (x_input_get_state *)GetProcAddress(XInputLibrary, "XInputGetState"); // 获取 XInputGetState 函数地址if (!XInputGetState) { // 如果获取失败，使用打桩函数XInputGetState = XInputGetStateStub;}XInputSetState = (x_input_set_state *)GetProcAddress(XInputLibrary, "XInputSetState"); // 获取 XInputSetState 函数地址if (!XInputSetState) { // 如果获取失败，使用打桩函数XInputSetState = XInputSetStateStub;}} else {// TODO:Diagnostic}
}#define DIRECT_SOUND_CREATE(name)                                              \HRESULT WINAPI name(LPCGUID pcGuidDevice, LPDIRECTSOUND *ppDS,               \LPUNKNOWN pUnkOuter);
// 定义一个宏，用于声明 DirectSound 创建函数的原型typedef DIRECT_SOUND_CREATE(direct_sound_create);
// 定义一个类型别名 direct_sound_create，代表
// DirectSound 创建函数internal void Win32InitDSound(HWND window, int32 SamplesPerSecond,int32 BufferSize) {// 注意: 加载 dsound.dll 动态链接库HMODULE DSoundLibrary = LoadLibraryA("dsound.dll");if (DSoundLibrary) {// 注意: 获取 DirectSound 创建函数的地址// 通过 GetProcAddress 函数查找 "DirectSoundCreate" 函数在 dsound.dll// 中的地址，并将其转换为 direct_sound_create 类型的函数指针direct_sound_create *DirectSoundCreate =(direct_sound_create *)GetProcAddress(DSoundLibrary,"DirectSoundCreate");// 定义一个指向 IDirectSound 接口的指针，并初始化为 NULLIDirectSound *DirectSound = NULL;if (DirectSoundCreate && SUCCEEDED(DirectSoundCreate(0,// 传入 0 作为设备 GUID，表示使用默认音频设备&DirectSound,// 将创建的 DirectSound 对象的指针存储到// DirectSound 变量中0// 传入 0 作为外部未知接口指针，通常为 NULL))) //{// clang-format offWAVEFORMATEX WaveFormat = {};WaveFormat.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM; // 设置格式标签为 WAVE_FORMAT_PCM，表示使用未压缩的 PCM 格式WaveFormat.nChannels = 2;          // 设置声道数为 2，表示立体声（两个声道：左声道和右声道）WaveFormat.nSamplesPerSec = SamplesPerSecond; // 采样率 表示每秒钟的样本数，常见值为 44100 或 48000 等WaveFormat.wBitsPerSample = 16;    // 16位音频 设置每个样本的位深为 16 位WaveFormat.nBlockAlign = (WaveFormat.nChannels * WaveFormat.wBitsPerSample) / 8;// 计算数据块对齐大小，公式为：nBlockAlign = nChannels * (wBitsPerSample / 8)// 这里除以 8 是因为每个样本的大小是按字节来计算的，nChannels 是声道数// wBitsPerSample 是每个样本的位数，除以 8 转换为字节WaveFormat.nAvgBytesPerSec =  WaveFormat.nSamplesPerSec * WaveFormat.nBlockAlign;// 计算每秒的平均字节数，公式为：nAvgBytesPerSec = nSamplesPerSec * nBlockAlign// 这表示每秒音频数据流的字节数，它帮助估算缓冲区大小// clang-format on// 函数用于设置 DirectSound 的协作等级if (SUCCEEDED(DirectSound->SetCooperativeLevel(window, DSSCL_PRIORITY))) {// 注意: 创建一个主缓冲区// 使用 DirectSoundCreate 函数创建一个 DirectSound// 对象，并初始化主缓冲区 具体的实现步骤可以根据实际需求补充DSBUFFERDESC BufferDescription = {};BufferDescription.dwSize = sizeof(BufferDescription); // 结构的大小// dwFlags：设置为// DSBCAPS_PRIMARYBUFFER，指定我们要创建的是主缓冲区，而不是次缓冲区。BufferDescription.dwFlags = DSBCAPS_PRIMARYBUFFER;LPDIRECTSOUNDBUFFER PrimaryBuffer = NULL;if (SUCCEEDED(DirectSound->CreateSoundBuffer(&BufferDescription, // 指向缓冲区描述结构体的指针&PrimaryBuffer,     // 指向创建的缓冲区对象的指针NULL                // 外部未知接口，通常传入 NULL))) {if (SUCCEEDED(PrimaryBuffer->SetFormat(&WaveFormat))) {// NOTE:we have finally set the formatOutputDebugString("SetFormat 成功");} else {// NOTE:OutputDebugString("SetFormat 失败");}} else {}} else {}// 注意: 创建第二个缓冲区// 创建次缓冲区来承载音频数据，并在播放时使用// 对象，并初始化主缓冲区 具体的实现步骤可以根据实际需求补充DSBUFFERDESC BufferDescription = {};BufferDescription.dwSize = sizeof(BufferDescription); // 结构的大小// dwFlags：设置为// DSBCAPS_GETCURRENTPOSITION2 |// DSBCAPS_GLOBALFOCUS两个标志会使次缓冲区在播放时更加精确，同时在应用失去焦点时保持音频输出BufferDescription.dwFlags =DSBCAPS_GETCURRENTPOSITION2 | DSBCAPS_GLOBALFOCUS;BufferDescription.dwBufferBytes = BufferSize; // 缓冲区大小BufferDescription.lpwfxFormat = &WaveFormat; // 指向音频格式的指针if (SUCCEEDED(DirectSound->CreateSoundBuffer(&BufferDescription,     // 指向缓冲区描述结构体的指针&GlobalSecondaryBuffer, // 指向创建的缓冲区对象的指针NULL                    // 外部未知接口，通常传入 NULL))) {OutputDebugString("SetFormat 成功");} else {OutputDebugString("SetFormat 失败");}// 注意: 开始播放!// 调用相应的 DirectSound API 开始播放音频} else {}} else {}
}internal win32_window_dimension Win32GetWindowDimension(HWND Window) {win32_window_dimension Result;RECT ClientRect;GetClientRect(Window, &ClientRect);// 计算绘制区域的宽度和高度Result.Height = ClientRect.bottom - ClientRect.top;Result.Width = ClientRect.right - ClientRect.left;return Result;
}// 这个函数用于重新调整 DIB（设备独立位图）大小
internal void Win32ResizeDIBSection(win32_offscreen_buffer *Buffer, int width,int height) {// device independent bitmap（设备独立位图）// TODO: 进一步优化代码的健壮性// 可能的改进：先不释放，先尝试其他方法，再如果失败再释放。if (Buffer->Memory) {VirtualFree(Buffer->Memory, // 指定要释放的内存块起始地址0, // 要释放的大小（字节），对部分释放有效，整体释放则设为 0MEM_RELEASE); // MEM_RELEASE：释放整个内存块，将内存和地址空间都归还给操作系统}// 赋值后备缓冲的宽度和高度Buffer->Width = width;Buffer->Height = height;Buffer->BytesPerPixel = 4;// 设置位图信息头（BITMAPINFOHEADER）Buffer->Info.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER); // 位图头大小Buffer->Info.bmiHeader.biWidth = Buffer->Width; // 设置位图的宽度Buffer->Info.bmiHeader.biHeight =-Buffer->Height; // 设置位图的高度（负号表示自上而下的方向）Buffer->Info.bmiHeader.biPlanes = 1; // 设置颜色平面数，通常为 1Buffer->Info.bmiHeader.biBitCount =32; // 每像素的位数，这里为 32 位（即 RGBA）Buffer->Info.bmiHeader.biCompression =BI_RGB; // 无压缩，直接使用 RGB 颜色模式// 创建 DIBSection（设备独立位图）并返回句柄// TODO：我们可以自己分配？int BitmapMemorySize =(Buffer->Width * Buffer->Height) * Buffer->BytesPerPixel;Buffer->Memory = VirtualAlloc(0, // lpAddress：指定内存块的起始地址。// 通常设为 NULL，由系统自动选择一个合适的地址。BitmapMemorySize, // 要分配的内存大小，单位是字节。MEM_COMMIT, // 分配物理内存并映射到虚拟地址。已提交的内存可以被进程实际访问和操作。PAGE_READWRITE // 内存可读写);Buffer->Pitch = width * Buffer->BytesPerPixel; // 每一行的字节数// TODO:可能会把它清除成黑色
}// 这个函数用于将 DIBSection 绘制到窗口设备上下文
internal void Win32DisplayBufferInWindow(HDC DeviceContext, int WindowWidth,int WindowHeight,win32_offscreen_buffer Buffer, int X,int Y, int Width, int Height) {// 使用 StretchDIBits 将 DIBSection 绘制到设备上下文中StretchDIBits(DeviceContext, // 目标设备上下文（窗口或屏幕的设备上下文）/*X, Y, Width, Height, // 目标区域的 x, y 坐标及宽高X, Y, Width, Height,*/0, 0, WindowWidth, WindowHeight,   //0, 0, Buffer.Width, Buffer.Height, //// 源区域的 x, y 坐标及宽高（此处源区域与目标区域相同）Buffer.Memory,  // 位图内存指针，指向 DIBSection 数据&Buffer.Info,   // 位图信息，包含位图的大小、颜色等信息DIB_RGB_COLORS, // 颜色类型，使用 RGB 颜色SRCCOPY); // 使用 SRCCOPY 操作符进行拷贝（即源图像直接拷贝到目标区域）
}LRESULT CALLBACK
Win32MainWindowCallback(HWND hwnd, // 窗口句柄，表示消息来源的窗口UINT Message, // 消息标识符，表示当前接收到的消息类型WPARAM wParam, // 与消息相关的附加信息，取决于消息类型LPARAM LParam) { // 与消息相关的附加信息，取决于消息类型LRESULT Result = 0; // 定义一个变量来存储消息处理的结果switch (Message) { // 根据消息类型进行不同的处理case WM_CREATE: {OutputDebugStringA("WM_CREATE\n");};case WM_SIZE: { // 窗口大小发生变化时的消息} break;case WM_DESTROY: { // 窗口销毁时的消息// TODO: 处理错误，用重建窗口GloblaRunning = false;} break;case WM_SYSKEYDOWN: // 系统按键按下消息，例如 Alt 键组合。case WM_SYSKEYUP:   // 系统按键释放消息。case WM_KEYDOWN:    // 普通按键按下消息。case WM_KEYUP: {    // 普通按键释放消息。uint64 VKCode = wParam; // `wParam` 包含按键的虚拟键码（Virtual-Key Code）bool WasDown = ((LParam & (1 << 30)) != 0);bool IsDown = ((LParam & (1 << 30)) == 0);bool32 AltKeyWasDown = (LParam & (1 << 29)); // 检查Alt键是否被按下// bool AltKeyWasDown = ((LParam & (1 << 29)) != 0); //// 检查Alt键是否被按下if (IsDown != WasDown) {if (VKCode == 'W') { // 检查是否按下了 'W' 键} else if (VKCode == 'A') {} else if (VKCode == 'S') {} else if (VKCode == 'D') {} else if (VKCode == 'Q') {} else if (VKCode == 'E') {} else if (VKCode == VK_UP) {} else if (VKCode == VK_DOWN) {} else if (VKCode == VK_LEFT) {} else if (VKCode == VK_RIGHT) {} else if (VKCode == VK_ESCAPE) {OutputDebugStringA("ESCAPE: ");if (IsDown) {OutputDebugString(" IsDown ");}if (WasDown) {OutputDebugString(" WasDown ");}} else if (VKCode == VK_SPACE) {}}if ((VKCode == VK_F4) && AltKeyWasDown) {GloblaRunning = false;}} break;case WM_CLOSE: { // 窗口关闭时的消息// TODO: 像用户发送消息进行处理GloblaRunning = false;} break;case WM_ACTIVATEAPP: { // 应用程序激活或失去焦点时的消息OutputDebugStringA("WM_ACTIVATEAPP\n"); // 输出调试信息，表示应用程序激活或失去焦点} break;case WM_PAINT: { // 处理 WM_PAINT 消息，通常在窗口需要重新绘制时触发PAINTSTRUCT Paint; // 定义一个 PAINTSTRUCT 结构体，保存绘制的信息// 调用 BeginPaint 开始绘制，并获取设备上下文 (HDC)，同时填充 Paint 结构体HDC DeviceContext = BeginPaint(hwnd, &Paint);// 获取当前绘制区域的左上角坐标int X = Paint.rcPaint.left;int Y = Paint.rcPaint.top;// 计算绘制区域的宽度和高度int Height = Paint.rcPaint.bottom - Paint.rcPaint.top;int Width = Paint.rcPaint.right - Paint.rcPaint.left;win32_window_dimension Dimension = Win32GetWindowDimension(hwnd);Win32DisplayBufferInWindow(DeviceContext, Dimension.Width, Dimension.Height,GlobalBackbuffer, X, Y, Width, Height);// 调用 EndPaint 结束绘制，并释放设备上下文EndPaint(hwnd, &Paint);} break;default: { // 对于不处理的消息，调用默认的窗口过程Result = DefWindowProc(hwnd, Message, wParam, LParam);// 调用默认窗口过程处理消息} break;}return Result; // 返回处理结果
}
internal void Win32ClearBuffer(win32_sound_output *SoundOutput) {VOID *Region1; // 第一段区域指针，用于存放锁定后的首部分缓冲区地址DWORD Region1Size; // 第一段区域的大小（字节数）VOID *Region2; // 第二段区域指针，用于存放锁定后的剩余部分缓冲区地址DWORD Region2Size; // 第二段区域的大小（字节数）if (SUCCEEDED(GlobalSecondaryBuffer->Lock(0, // 缓冲区偏移量，指定开始锁定的字节位置SoundOutput->SecondaryBufferSize, // 锁定的字节数，指定要锁定的区域大小&Region1, // 输出，返回锁定区域的内存指针（第一个区域）&Region1Size, // 输出，返回第一个锁定区域的实际字节数&Region2, // 输出，返回第二个锁定区域的内存指针（可选，双缓冲或环形缓冲时使用）&Region2Size, // 输出，返回第二个锁定区域的实际字节数0 // 标志，控制锁定行为（如从光标位置锁定等）))) {int8 *DestSample = (int8 *)Region1; // 将第一段区域指针转换为 16// 位整型指针，准备写入样本数据// 循环写入样本到第一段区域for (DWORD ByteIndex = 0; ByteIndex < Region1Size; ++ByteIndex) {*DestSample++ = 0;}for (DWORD ByteIndex = 0; ByteIndex < Region2Size; ++ByteIndex) {*DestSample++ = 0;}GlobalSecondaryBuffer->Unlock(Region1, Region1Size, //Region2, Region2Size);}
}
internal void Win32FillSoundBuffer(win32_sound_output *SoundOutput,DWORD ByteToLock, DWORD BytesToWrite,game_sound_output_buffer *SourceBuffer) {VOID *Region1; // 第一段区域指针，用于存放锁定后的首部分缓冲区地址DWORD Region1Size; // 第一段区域的大小（字节数）VOID *Region2; // 第二段区域指针，用于存放锁定后的剩余部分缓冲区地址DWORD Region2Size; // 第二段区域的大小（字节数）if (SUCCEEDED(GlobalSecondaryBuffer->Lock(ByteToLock, // 缓冲区偏移量，指定开始锁定的字节位置BytesToWrite, // 锁定的字节数，指定要锁定的区域大小&Region1, // 输出，返回锁定区域的内存指针（第一个区域）&Region1Size, // 输出，返回第一个锁定区域的实际字节数&Region2, // 输出，返回第二个锁定区域的内存指针（可选，双缓冲或环形缓冲时使用）&Region2Size, // 输出，返回第二个锁定区域的实际字节数0 // 标志，控制锁定行为（如从光标位置锁定等）))) {// int16 int16 int16// 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右DWORD Region1SampleCount =Region1Size / SoundOutput->BytesPerSample; // 计算第一段区域中的样本数量int16 *DestSample = (int16 *)Region1; // 将第一段区域指针转换为 16// 位整型指针，准备写入样本数据int16 *SourceSample = SourceBuffer->Samples;// 循环写入样本到第一段区域for (DWORD SampleIndex = 0; SampleIndex < Region1SampleCount;++SampleIndex) {*DestSample++ = *SourceSample++; // 左声道*DestSample++ = *SourceSample++; // 右声道SoundOutput->RunningSampleIndex++;}DWORD Region2SampleCount =Region2Size / SoundOutput->BytesPerSample; // 计算第二段区域中的样本数量DestSample = (int16 *)Region2; // 将第二段区域指针转换为 16// 位整型指针，准备写入样本数据// 循环写入样本到第二段区域for (DWORD SampleIndex = 0; SampleIndex < Region2SampleCount;++SampleIndex) {// 使用相同逻辑生成方波样本数据*DestSample++ = *SourceSample++; // 左声道*DestSample++ = *SourceSample++; // 右声道SoundOutput->RunningSampleIndex++;}// 解锁音频缓冲区，将数据提交给音频设备GlobalSecondaryBuffer->Unlock(Region1, Region1Size, Region2, Region2Size);}
}int CALLBACK WinMain(HINSTANCE hInst, HINSTANCE hInstPrev, //PSTR cmdline, int cmdshow) {LARGE_INTEGER PerfCountFrequencyResult;QueryPerformanceFrequency(&PerfCountFrequencyResult);int64 PerfCountFrequency = PerfCountFrequencyResult.QuadPart;Win32LoadXInput(); // 加载 XInput 库，用于处理 Xbox 控制器输入WNDCLASS WindowClass = {}; // 初始化窗口类结构，默认值为零// 使用大括号初始化，所有成员都被初始化为零（0）或 nullptrWin32ResizeDIBSection(&GlobalBackbuffer, 1280,720); // 调整 DIB（设备独立位图）大小// WindowClass.style：表示窗口类的样式。通常设置为一些 Windows// 窗口样式标志（例如 CS_HREDRAW, CS_VREDRAW）。WindowClass.style = CS_OWNDC | CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;// CS_HREDRAW 当窗口的宽度发生变化时，窗口会被重绘。// CS_VREDRAW 当窗口的高度发生变化时，窗口会被重绘//  WindowClass.lpfnWndProc：指向窗口过程函数的指针，窗口过程用于处理与窗口相关的消息。WindowClass.lpfnWndProc = Win32MainWindowCallback;// WindowClass.hInstance：指定当前应用程序的实例句柄，Windows// 应用程序必须有一个实例句柄。WindowClass.hInstance = hInst;// WindowClass.lpszClassName：指定窗口类的名称，通常用于创建窗口时注册该类。WindowClass.lpszClassName = "gameWindowClass"; // 类名if (RegisterClass(&WindowClass)) {             // 如果窗口类注册成功HWND Window = CreateWindowEx(0,                         // 创建窗口，使用扩展窗口风格WindowClass.lpszClassName, // 窗口类的名称，指向已注册的窗口类"game",                    // 窗口标题（窗口的名称）WS_OVERLAPPEDWINDOW |WS_VISIBLE, // 窗口样式：重叠窗口（带有菜单、边框等）并且可见CW_USEDEFAULT, // 窗口的初始位置：使用默认位置（X坐标）CW_USEDEFAULT, // 窗口的初始位置：使用默认位置（Y坐标）CW_USEDEFAULT, // 窗口的初始宽度：使用默认宽度CW_USEDEFAULT, // 窗口的初始高度：使用默认高度0,             // 父窗口句柄（此处无父窗口，传0）0,             // 菜单句柄（此处没有菜单，传0）hInst,         // 当前应用程序的实例句柄0 // 额外的创建参数（此处没有传递额外参数）);// 如果窗口创建成功，Window 将保存窗口的句柄if (Window) { // 检查窗口句柄是否有效，若有效则进入消息循环// 图像测试int xOffset = 0;int yOffset = 0;win32_sound_output SoundOutput = {}; // 初始化声音输出结构体// 音频测试SoundOutput.RunningSampleIndex = 0;   // 样本索引SoundOutput.SamplesPerSecond = 48000; // 采样率：每秒采样48000次SoundOutput.BytesPerSample = sizeof(int16) * 2; // 一个样本的大小SoundOutput.SecondaryBufferSize =SoundOutput.SamplesPerSecond *SoundOutput.BytesPerSample; // 缓冲区大小SoundOutput.LatencySampleCount = SoundOutput.SamplesPerSecond / 15;int16 *Samples = (int16 *)VirtualAlloc(0, 48000 * 2 * sizeof(int16),MEM_RESERVE | MEM_COMMIT,PAGE_READWRITE); //[48000 * 2];Win32InitDSound(Window, SoundOutput.SamplesPerSecond,SoundOutput.SecondaryBufferSize); // 初始化 DirectSoundWin32ClearBuffer(&SoundOutput);bool32 SoundIsPlaying = false;GloblaRunning = true;LARGE_INTEGER LastCounter; // 保留上次计数器的值QueryPerformanceCounter(&LastCounter);int64 LastCycleCount = __rdtsc();while (GloblaRunning) { // 启动一个无限循环，等待和处理消息MSG Message;          // 声明一个 MSG 结构体，用于接收消息while (PeekMessage(&Message,// 指向一个 `MSG` 结构的指针。`PeekMessage`// 将在 `lpMsg` 中填入符合条件的消息内容。0,// `hWnd` 为`NULL`，则检查当前线程中所有窗口的消息；// 如果设置为特定的窗口句柄，则只检查该窗口的消息。0, //0, // 用于设定消息类型的范围PM_REMOVE // 将消息从消息队列中移除，类似于 `GetMessage` 的行为。)) {if (Message.message == WM_QUIT) {GloblaRunning = false;}TranslateMessage(&Message); // 翻译消息，如果是键盘消息需要翻译DispatchMessage(&Message); // 分派消息，调用窗口过程处理消息}// TODO: 我们应该频繁的轮询吗for (DWORD ControllerIndex = 0; ControllerIndex < XUSER_INDEX_ANY;ControllerIndex++) {// 定义一个 XINPUT_STATE 结构体，用来存储控制器的状态XINPUT_STATE ControllerState;// 调用 XInputGetState 获取控制器的状态if (XInputGetState(ControllerIndex, &ControllerState) ==ERROR_SUCCESS) {// 如果获取控制器状态成功，提取 Gamepad 的数据// NOTE:// 获取方向键的按键状态XINPUT_GAMEPAD *Pad = &ControllerState.Gamepad;bool Up = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_DPAD_UP);bool Down = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_DPAD_DOWN);bool Left = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_DPAD_LEFT);bool Right = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_DPAD_RIGHT);// 获取肩部按钮的按键状态bool LeftShoulder = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_LEFT_SHOULDER);bool RightShoulder =(Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_RIGHT_SHOULDER);// 获取功能按钮的按键状态bool Start = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_START);bool Back = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_BACK);bool AButton = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_A);bool BButton = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_B);bool XButton = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_X);bool YButton = (Pad->wButtons & XINPUT_GAMEPAD_Y);// 获取摇杆的 X 和 Y 坐标值（-32768 到 32767）int16 StickX = Pad->sThumbLX;int16 StickY = Pad->sThumbLY;// 根据摇杆的 Y 坐标值调整音调和声音xOffset += StickX >> 12;yOffset += StickY >> 12;}}DWORD ByteToLock;DWORD PlayCursor = 0;  // 播放游标，指示当前播放位置DWORD WriteCursor = 0; // 写入游标，指示当前写入位置DWORD TargetCursor = 0;bool32 SoundIsValid = false;DWORD BytesToWrite = 0; // 需要写入的字节数// 获取音频缓冲区的当前播放和写入位置if (SUCCEEDED(GlobalSecondaryBuffer->GetCurrentPosition(&PlayCursor, &WriteCursor))) {ByteToLock =((SoundOutput.RunningSampleIndex * SoundOutput.BytesPerSample) %SoundOutput.SecondaryBufferSize);TargetCursor = (PlayCursor + (SoundOutput.LatencySampleCount *SoundOutput.BytesPerSample)) %SoundOutput.SecondaryBufferSize;// 判断 ByteToLock 与 TargetCursor 的位置关系以确定写入量if (ByteToLock == TargetCursor) {// 如果锁定位置正好等于播放位置，写入整个缓冲区BytesToWrite = 0;} else if (ByteToLock > TargetCursor) {// 如果锁定位置在播放位置之后，写入从锁定位置到缓冲区末尾，再加上开头到播放位置的字节数BytesToWrite =(SoundOutput.SecondaryBufferSize - ByteToLock) + TargetCursor;} else {// 如果锁定位置在播放位置之前，写入从锁定位置到播放位置之间的字节数BytesToWrite = TargetCursor - ByteToLock;}SoundIsValid = true;}if (!SoundIsPlaying) {GlobalSecondaryBuffer->Play(0, 0, DSBPLAY_LOOPING);SoundIsPlaying = true;}game_sound_output_buffer SoundBuffer = {};SoundBuffer.SamplesPerSecond = SoundOutput.SamplesPerSecond;SoundBuffer.SampleCount = BytesToWrite / SoundOutput.BytesPerSample;SoundBuffer.Samples = Samples;game_offscreen_buffer Buffer = {};Buffer.Memory = GlobalBackbuffer.Memory;Buffer.Width = GlobalBackbuffer.Width;Buffer.Height = GlobalBackbuffer.Height;Buffer.Pitch = GlobalBackbuffer.Pitch;GameUpdateAndRender(&Buffer, &SoundBuffer);if (SoundIsValid) {Win32FillSoundBuffer(&SoundOutput, ByteToLock, BytesToWrite,&SoundBuffer);// 计算需要锁定的字节位置，基于当前样本索引和每样本字节数}// 这个地方需要渲染一下不然是黑屏a{HDC DeviceContext = GetDC(Window);win32_window_dimension Dimension = Win32GetWindowDimension(Window);RECT WindowRect;GetClientRect(Window, &WindowRect);int WindowWidth = WindowRect.right - WindowRect.left;int WindowHeigh = WindowRect.bottom - WindowRect.top;Win32DisplayBufferInWindow(DeviceContext, Dimension.Width,Dimension.Height, GlobalBackbuffer, 0, 0,WindowWidth, WindowHeigh);ReleaseDC(Window, DeviceContext);}int64 EndCycleCount = __rdtsc();LARGE_INTEGER EndCounter;QueryPerformanceCounter(&EndCounter);// TODO: 显示结果int64 CyclesElapsed = EndCycleCount - LastCycleCount;int64 CounterElapsed = EndCounter.QuadPart - LastCounter.QuadPart;real32 MillisecondPerFrame =(real32)((1000.f * (real32)CounterElapsed) /(real32)PerfCountFrequency);real32 FPS = (real32)PerfCountFrequency / (real32)CounterElapsed;real32 MCPF = (real32)CyclesElapsed / (1000.0f * 1000.0f);
#if 0char Buffer[256];sprintf_s(Buffer, "%fms/f, %ff/s, %fmc/f\n", MillisecondPerFrame, FPS,MCPF);OutputDebugString(Buffer);
#endifLastCounter = EndCounter;LastCycleCount = EndCycleCount;}} else { // 如果窗口创建失败// 这里可以处理窗口创建失败的逻辑// 比如输出错误信息，或退出程序等// TODO:}} else { // 如果窗口类注册失败// 这里可以处理注册失败的逻辑// 比如输出错误信息，或退出程序等// TODO:}return 0;
}

上面代码修改完成,接下来是模拟数据输入

判断了 Input.IsAnalog 的值，如果为 true，则表示输入是模拟信号（比如操控杆、触摸板等），否则为数字信号（如键盘按键、按钮等）。

具体来说：

  • 模拟信号 (Analog Input)：模拟输入通常表示一个连续的值，例如操控杆的移动可以提供一个范围的数值（例如，从 0 到 1），这允许更精确的控制。这里的 “analog movement tuning” 表示调整模拟输入的运动控制，比如改变运动的灵敏度或者响应方式。

  • 数字信号 (Digital Input)：数字输入通常是离散的，即只有开/关（例如键盘的按键，鼠标的按钮）。这里的 “digital movement tuning” 可能意味着根据不同的按键状态（按下与否）来调整运动控制的方式。

这段字幕讲解了帧处理与用户输入之间的关系，重点在于帧率对响应速度的影响。以下是关键点的总结：

  1. 帧的计算与显示

    • 每一帧的计算与显示存在时间差。
    • 用户实际看到的帧是之前已经计算好的，这意味着输入和响应之间总有一定的延迟。

  2. 帧率与延迟的关系

    • 高帧率可以降低延迟，因为每帧的间隔更短。
    • 低帧率会导致更大的输入延迟。例如：
      • 在 60 FPS（每秒60帧）的情况下，延迟约为 1/60 秒。
      • 在 30 FPS 时，延迟增大到 1/30 秒。

  3. 输入的滞后性

    • 用户的输入（例如操纵杆的移动或按钮的按下）会在下一帧或之后的帧中体现。
    • 如果帧率较低，输入响应可能显得更迟钝。

  4. 极端情况下的效果

    • 假设帧率仅为 1 FPS（每秒1帧），用户在这一秒内可能多次按下按钮，但只有在下一秒的帧中才能体现出来。
    • 这种情况下，用户体验会非常差。

  5. 设计决策的重要性

    • 开发者需要优化帧率和输入处理的时序，尽量减少延迟以提升用户体验。
    • 同时要考虑硬件限制以及平衡处理负载。

这种分析对于游戏开发特别重要，帧率的提高不仅能让画面更流畅，还能直接提升用户输入的响应速度，进而增强交互体验。

关于半过渡 HalfTransitionCount; // 按钮状态变化的次数（用于处理按钮的按下和释放事件）

  1. 编码按钮状态变化：

    • 通过记录按钮从“向上”（未按下）到“向下”（按下）或者从“向下”到“向上”的转换次数，可以有效地编码按钮的操作。
    • 一个完整的状态转换（按下再释放）可以被视为两个“半过渡”。

  2. 优化状态记录：

    • 为了减少数据量，只需记录两个信息：
      • 按钮的最终状态（当前是否被按下）。
      • 整个帧中发生了多少次状态转换。
    • 这样可以推断出按钮在帧开始时的状态。

  3. 讨论精度：

    • 讨论是否需要区分非常短时间的按压（如1/120秒或1/240秒）与稍长的按压（如1/60秒）。作者认为：
      • 玩家无法感知如此精细的时间差别。
      • 关注点应放在较长的持续时间上，例如按钮按下持续超过1/8秒或1秒时的变化。

  4. 实际应用的重点：

    • 更关心按钮在多个帧内的状态（如“被按住”）而非短时间的微小差异。
    • 这种处理方法更贴近实际应用需求，也简化了数据处理。

在这里插入图片描述

关于game_controller_input 中的union

 union {game_button_state Button[6]; // 按钮状态（最多 6 个按钮）struct {game_button_state Up;            // 上方向键状态game_button_state Down;          // 下方向键状态game_button_state Left;          // 左方向键状态game_button_state Right;         // 右方向键状态game_button_state LeftShoulder;  // 左肩键状态game_button_state RightShoulder; // 右肩键状态};};

结构体 game_controller_input 中的 union 部分，其目的是为了提供 灵活访问 游戏控制器按钮状态的方式，同时节省内存。以下是具体解释：

union 的作用

union（联合体）允许多个成员共享同一段内存区域，因此 所有成员共用同一个存储空间。在此结构体中：

union {game_button_state Button[6]; // 按钮状态（最多 6 个按钮）struct {game_button_state Up;            // 上方向键状态game_button_state Down;          // 下方向键状态game_button_state Left;          // 左方向键状态game_button_state Right;         // 右方向键状态game_button_state LeftShoulder;  // 左肩键状态game_button_state RightShoulder; // 右肩键状态};
};
  • Button[6]：按索引访问所有按钮状态，数组形式通常便于循环处理（如游戏事件轮询）。
  • 命名成员（Up、Down 等）：按语义访问具体的按钮状态，这种形式更直观，更适合特定逻辑或按键绑定。

注意：由于是 union，Button[6] 和 struct 中的各个成员 共享同一段内存，因此修改其中一个会影响另一个。

为何使用 union

  1. 节省内存：

    • union 中的所有成员共用内存，其大小取决于最大成员的大小。
    • 如果改为直接定义 Button[6] 和独立的命名成员，内存会增加一倍（Button[6] 和 struct 各占用一段内存）。

  2. 灵活访问：

    • 当需要按按钮编号遍历状态时，可以使用 Button[6]。
    • 当需要访问具体按键（例如 Up 或 LeftShoulder）时，可以使用命名成员。

代码示例

使用 Button[6] 遍历按键状态
for (int i = 0; i < 6; i++) {if (controller.Button[i].IsPressed) {printf("Button %d is pressed\n", i);}
}
使用命名成员处理特定按键逻辑
if (controller.Up.IsPressed) {printf("Move character up\n");
}
if (controller.LeftShoulder.IsPressed) {printf("Activate special ability\n");
}

总结

  • Button[6] 的作用：用于按数组索引访问按钮状态，适合循环处理或统一处理逻辑。
  • Up, Down, Left, 等命名成员的作用：提供清晰的按键语义，适合特定按键逻辑。
  • 使用 union，既节省了内存，又允许开发者选择最适合场景的访问方式。

遇到的问题

游戏手柄模拟器Gaming Keyboard Splitter
在这里插入图片描述


http://www.ppmy.cn/embedded/138530.html

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