Стэн Трухильо - Графика для Windows средствами DirectDraw

Оконные приложения содержат первичную поверхность, однако не могут выполнять «настоящее» переключение страниц. Кроме того, первичная поверхность не соответствует клиентской области окна (то есть области, расположенной внутри рамки). Вместо этого первичная поверхность изображает весь рабочий стол. Это означает, что ваша программа должна следить за расположением окна и его размерами, чтобы графика выводилась в нужном месте. Другими словами, оконное приложение DirectDraw может рисовать на всем рабочем столе.

Так как переключение страниц запрещено, изображения приходится копировать на первичную поверхность из внеэкранных буферов. Это увеличивает вероятность расхождения, потому что блиттинг происходит медленнее, чем переключение страниц. Чтобы избежать расхождения, приходится синхронизировать блиттинг со сменой кадров на мониторе.

Оконные приложения хорошо работают в том случае, если в видеопамяти удается разместить внеэкранный буфер для клиентской области окна. В этом случае содержимое окна можно построить на внеэкранной поверхности, а затем быстро скопировать на первичную поверхность с применением аппаратного ускорения.

Когда нехватка памяти заставляет вас создавать внеэкранные буфера в системной памяти, быстродействие заметно падает. К сожалению, эта ситуация встречается очень часто, особенно для видеокарт с памятью объемом 2 Мбайт, потому что для рабочего стола Windows большинство пользователей выбирает режимы с высоким разрешением. Например, в режиме 1024×768×16 только для первичной поверхности требуется почти 2 Мбайт памяти. При наличии только 2 Мбайт видеопамяти для внеэкранных поверхностей остается слишком мало места.

Другая проблема, характерная для оконных приложений, - отсечение. Хорошо написанное приложение должно иметь объект отсечения, присоединенный к первичной поверхности. При этом снижается быстродействие программы, потому что каждую операцию блиттинга приходится выполнять в нескольких мелких прямоугольных областях, в соответствии со списком областей отсечения. Кроме того, не удается использовать оптимизированную функцию BltFast(). Блиттинг приходится выполнять с помощью медленной (и громоздкой) функции Blt().

Наконец, в оконных приложениях не удается полностью управлять содержимым палитры. Так как Windows резервирует 20 элементов палитры, можно задать лишь 236 из 256 возможных цветов. Зарезервированные цвета занимают первые и последние 10 элементов системной палитры. Следовательно, на долю палитровых изображений остаются лишь 236 «средних» цветов. 

В полноэкранном режиме приложение DirectDraw получает исключительные права на работу с видеоустройствами. Полноэкранное приложение может свободно выбрать любой из режимов, поддерживаемых видеокартой, и управлять содержимым всей палитры. Кроме того, полноэкранные приложения могут выполнять переключение страниц. Благодаря этим преимуществам полноэкранные приложения превосходят оконные по скорости и гибкости.

Работа типичного полноэкранного приложения начинается с определения допустимых видеорежимов и активизации одного из них. Затем приложение создает переключаемую первичную поверхность с одним или несколькими вторичными буферами, а оставшуюся видеопамять использует для создания внеэкранных поверхностей. После истощения видеопамяти используется системная память. Подготовив очередной кадр во вторичном буфере, приложение выполняет операцию переключения страниц. Даже если первичная поверхность занимает всю доступную видеопамять, полноэкранные приложения опережают своих оконных собратьев благодаря способности к «настоящему» переключению страниц.

Так как полноэкранные приложения не ограничиваются текущим видеорежимом Windows, проблема с наличием свободной видеопамяти становится менее серьезной. При наличии всего 2 Мбайт видеопамяти можно сэкономить память за счет установки видеорежима с низким разрешением. Если будет обнаружено 4 Мбайт видеопамяти, ваше приложение сможет выбрать более требовательный видеорежим и при этом обеспечить хорошее быстродействие.

Полный контроль над содержимым палитры тоже оказывается полезным. Вы можете использовать все 256 элементов палитры и обойтись без переназначения цветов, обусловленного наличием 20 зарезервированных цветов Windows. 

Комбинированным называется приложение, которое может работать как в полноэкранном, так и в оконном режимах. Обычно комбинированные приложения довольно сложно устроены, но зато они предоставляют разумный компромисс. Пользователь может запустить приложение в оконном режиме, а если оно будет работать слишком медленно — перейти в полноэкранный режим.

Оптимальный подход к созданию комбинированного приложения заключается в написании нестандартной библиотеки с функциями, работающими независимо от выбранного режима (полноэкранного или оконного). Впрочем, эта книга посвящена программированию для DirectDraw, а не написанию библиотек, поэтому комбинированные приложения в ней не рассматриваются.

Подготовка инструментов 

После такой основательной (хотя и несколько поспешной) теоретической лекции можно переходить к практическим вопросам. Перед тем как заняться изучением программ, имеющихся на CD-ROM, или написанием собственных приложений DirectDraw, необходимо подготовить инструментарий. Вам потребуются четыре отдельных программных компонента:

• Windows NT или Windows 95

• Runtime-файлы DirectX

• DirectX SDK

• Visual C++ 5.0

Скорее всего, операционная система Windows NT или Windows 95 уже установлена на вашем компьютере. Если вы пользуетесь Windows NT, понадобится версия 4.0 или выше (желательно с установленным Service Pack 3); для Windows 95 подойдет любая версия. Три оставшиеся строки из списка мы рассмотрим немного подробнее. 

DirectX делится на две части: runtime-часть и SDK. Для разработки приложений необходимы обе половины, а для запуска программ DirectX достаточно лишь runtime-файлов.

Runtime-часть DirectX встроена в Windows NT версии 4.0 и выше. В Windows 95 этих файлов нет, но их можно легко найти и установить. К сожалению, в Windows NT версий ниже 4.0 программы, использующие DirectX, работать не будут.

Runtime-часть DirectX поставляется вместе со многими приложениями DirectX. Она также имеется на CD-ROM, прилагаемом к этой книге. Распространяемые runtime-файлы DirectX предназначены только для Windows 95, не пытайтесь устанавливать их для Windows NT.

Существует несколько способов узнать, установлена ли runtime-часть DirectX в вашей Windows 95. Во-первых, можно попытаться запустить любую демонстрационную программу, прилагаемую к этой книге или к DirectX SDK. Если программы работают, значит, runtime-часть установлена. Во-вторых, можно открыть панель управления и выбрать значок Add/Remove Programs. Если в открывшемся списке присутствует строка DirectX Drivers, значит, runtime-часть установлена. (Последний способ относится только к Windows 95. Хотя в Windows NT имеется встроенная поддержка DirectX, строка DirectX Drivers в диалоговом окне Add/Remove Programs не выводится). 

Новая возможность DirectX 5

Начиная с DirectX 5, значок DirectX помещается на панель управления. Это мини-приложение обеспечивает более совершенные возможности для просмотра и изменения настроек DirectX, чем в предыдущих версиях. 

Необходимо также проверить версию имеющейся у вас runtime-части. Всего существуют четыре версии библиотеки: 1, 2, 3 и 5 (версии 4 не было). В каждой версии используется своя runtime-часть. Поскольку работа DirectX основана на спецификации COM с ее мощной поддержкой совместимости с предыдущими версиями, новые версии runtime-частей DirectX должны нормально работать со старыми приложениями DirectX. Чтобы узнать, какая версия библиотеки установлена на вашем компьютере, вызовите диалоговое окно Add/Remove Programs, выделите строку DirectX Drivers и нажмите кнопку Add/Remove — появляется список всех установленных компонентов. Компоненты с номерами версий, начинающимися с 4.02, принадлежат DirectX 1. Номера версий, начинающиеся с 4.03, относятся к DirectX 2, с 4.04 — DirectX 3, и 4.05 — DirectX 5. На прилагаемом к книге CD-ROM содержится runtime-часть от DirectX 5. 

В DirectX SDK входят все файлы, необходимые для разработки приложений на основе DirectX. В SDK также входит ряд демонстрационных программ и справочных файлов, но эти ресурсы являются необязательными. Необходимо лишь наличие заголовочных (.h) и библиотечных (.lib) файлов.

Найти DirectX SDK несколько сложнее, чем runtime-часть библиотеки. Этот пакет не входит в поставку Windows NT или Windows 95; его нет и на CD-ROM, прилагаемом к книге. Существуют три способа раздобыть SDK:

• Купить Visual C++ 5.0 (в комплект которого входит DirectX 3 SDK).

• Посетить на Web-узле Microsoft страницу для перекачки DirectX.

• Подписаться на MSDN (Microsoft Development Network).