[Direct3D 学习笔记]DirectInput

转自：http://blog.csdn.net/zhmxy555/article/details/8547531

一、引言

众所周知，在普通的Windows程序中，用户通过键盘或者鼠标输入的消息并不是应用程序直接处理的，而是通过Windows的消息机制转发给Windows操作系统的。Windows操作系统对这些消息进行响应后，在通过回调应用程序的窗口过程函数进行相应的消息处理。

这显然满足不了对于性能要求比较苛刻的游戏程序的。在DirectX中，微软为我们提供了名为DirectInput接口对象来实现用户输入的。DirectInput直接和硬件驱动打交道，因此处理起用户的输入来说非常迅速。

首先需要给大家说明的是，DirectInput这套API自DirectX8更新以来，功能已经足够完善了。所以尽管当前DirectX的最新版本上升到了DirectX 11，DirectInput还是DirectX 8那个版本时代的老样子，API的内容和功能随着最近几个版本的更迭却原封不动，名称上也保留了8这个版本号，依然叫DirectInput 8，可谓以不变应万变。即目前最新版本的DirectInput ，依旧是DirectInput 8。

   

   

   

二、DirectInput接口概述

 

DirectInput作为DirectX的组件之一，自然依然是一些COM对象的集合。DirectInput由IDirectInput8、IDirectInputDevice8，IDirectInputEffect这三个接口组成，这三个接口中又分别含有各自的方法。

总的来说，当前版本的DirectInputAPI中，三个接口，四十七个方法，组成了这个在电脑游戏开发中不可或缺的组件。

由于IDirectInput8 API整体来说规模不大，说白了也就是三个接口，四十七个方法，不妨我们在文章中将他们一一列举出来，也让大家窥一窥DirectInput API的全貌。

   

1.IDirectInput8接口 函数一览

• IDirectInput8::ConfigureDevices Method
• IDirectInput8::CreateDevice Method
• IDirectInput8::EnumDevices Method
• IDirectInput8::EnumDevicesBySemantics Method
• IDirectInput8::FindDevice Method
• IDirectInput8::GetDeviceStatus Method
• IDirectInput8::Initialize Method
• IDirectInput8::RunControlPanel Method

 

2.IDirectInputDevice8接口 函数一览

• IDirectInputDevice8::Acquire Method
• IDirectInputDevice8::BuildActionMap Method
• IDirectInputDevice8::CreateEffect Method
• IDirectInputDevice8::EnumCreatedEffectObjects Method
• IDirectInputDevice8::EnumEffects Method
• IDirectInputDevice8::EnumEffectsInFile Method
• IDirectInputDevice8::EnumObjects Method
• IDirectInputDevice8::Escape Method
• IDirectInputDevice8::GetCapabilities Method
• IDirectInputDevice8::GetDeviceData Method
• IDirectInputDevice8::GetDeviceInfo Method
• IDirectInputDevice8::GetDeviceState Method
• IDirectInputDevice8::GetEffectInfo Method
• IDirectInputDevice8::GetForceFeedbackState Method
• IDirectInputDevice8::GetImageInfo Method
• IDirectInputDevice8::GetObjectInfo Method
• IDirectInputDevice8::GetProperty Method
• IDirectInputDevice8::Initialize Method
• IDirectInputDevice8::Poll Method
• IDirectInputDevice8::RunControlPanel Method
• IDirectInputDevice8::SendDeviceData Method
• IDirectInputDevice8::SendForceFeedbackCommand Method
• IDirectInputDevice8::SetActionMap Method
• IDirectInputDevice8::SetCooperativeLevel Method
• IDirectInputDevice8::SetDataFormat Method
• IDirectInputDevice8::SetEventNotification Method
• IDirectInputDevice8::SetProperty Method
• IDirectInputDevice8::Unacquire Method
• IDirectInputDevice8::WriteEffectToFile Method

   

3.IDirectInputEffect接口 函数一览

 

• IDirectInputEffect::Download Method
• IDirectInputEffect::Escape Method
• IDirectInputEffect::GetEffectGuid Method
• IDirectInputEffect::GetEffectStatus Method
• IDirectInputEffect::GetParameters Method
• IDirectInputEffect::Initialize Method
• IDirectInputEffect::SetParameters Method
• IDirectInputEffect::Start Method
• IDirectInputEffect::Stop Method
• IDirectInputEffect::Unload Method

   

其中，IDirectInput8作为DirectInput API中最主要的接口，用于初始化系统以及创建输入设备接口，DirectInput中其他的所有的接口都需要依赖于我们的IDirectInput8之上，都是通过这个接口进行查询的。而DirectInputDevice8接口用于表示各种输入设备（如键盘、鼠标和游戏杆），并提供了相同的访问和控制方法。对于某些输入设备（如游戏杆和鼠标），都能通过查询各自的IDirectInputDevice8接口对象，得到另一个接口IDirectInputEffect8。而IDirectInputEffect8接口则用于控制设备的力反馈效果。

 

   

三、DirectInput使用步骤详解

 

 

   

1.头文件和库文件的包含

   

我们首先需要注意的是，在使用DirectInput时，需要保证我们包含了DInput.h头文件，并且在项目中已经链接了DInput8.lib库文件。

当然，库文件我们也可以动态添加：

#pragma comment(lib, "dinput8.lib")     // 使用DirectInput必须包含的头文件，注意这里有8  

 

 

2.创建DirectInput接口和设备

   

在DirectInput中我通过们调用DirectInputCreate函数创建并初始化IDirectInput接口，我们可以在MSDN中查到该函数的声明如下：

   

HRESULT DirectInput8Create(  

    HINSTANCE hinst,  

        DWORD dwVersion,  

        REFIID riidltf,  

        LPVOID * ppvOut,  

        LPUNKNOWN punkOuter  

)  

 

■ 第一个参数，HINSTANCE类型的hinst，表示我们当前创建的DirectInput的Windows程序句柄，这个值填我们在WinMain函数的参数中的实例句柄就可以了。

■ 第二个参数，DWORD类型的dwVersion,表示我们当前使用的DirectInput版本号，通常可以取DIRECTINPUT_VERSION或者DIRECTINPUT_HEADER_VERSION，这两个值对应的是同一个值，为0x0800。所以我们在这里还可以直接填0x0800。

   

归根揭底的话，可以通过【转到定义】大法在dinput.h中查到有如下代码：

   

#define DIRECTINPUT_HEADER_VERSION 0x0800  

#ifndef DIRECTINPUT_VERSION  

#define DIRECTINPUT_VERSION       DIRECTINPUT_HEADER_VERSION  

大体意思很清楚了吧，先定义一下DIRECTINPUT_HEADER_VERSION=0x0800，然后再说如果没有定义DIRECTINPUT_VERSION的话，就定义一个DIRECTINPUT_VERSION= DIRECTINPUT_HEADER_VERSION。

   

■ 第三个参数，REFIID类型的riidltf，表示接口的标志，通常取IID_IDirectInput8就可以了。

■ 第四个参数，LPVOID 类型的* ppvOut,用于返回我们新创建的IDirectInput8接口对象的指针。

■ 第五个参数，LPUNKNOWN类型的punkOuter，一个和COM对象接口相关的参数，通常我们设为NULL就可以了。

   

这个函数执行成功的话TINPUTVER会返回HRESULT类型的DI_OK，而失败的话根据不同的调用失败原因，会返回DIERR_BETADIRECSION,DIERR_INVALIDPARAM,DIERR_OLDDIRECTINPUTVERSION, DIERR_OUTOFMEMORY中的一个。所以我们可以根据FAILED宏来判断我们IDirectInput8接口对象是否创建成功了。

下面是一个调用的例子：

// 创建DirectInput设备  

LPDIRECTINPUT8         g_pDirectInput      = NULL;  

if(FAILED(DirectInput8Create(hInstance,0x0800, IID_IDirectInput8,(void**)&g_pDirectInput, NULL)))  

              return E_FAIL;  

 

这步完成之后，咱们的定义的DIRECTINPUT8接口对象g_pDirectInput就有了权利，新官上任了。

在IDirectInput8接口中包含了很多用于初始化输入设备及获得设备接口的方法。其中，常用的方法为EnumDevices和CreateDevices。前者EnumDevices用于获得输入设备的类型，而后者CreateDevices用于为输入设备创建IDirectInputDevice8接口对象。

   

系统中每一个已安装的设备都有一个系统分配的全局唯一标示符（GUID，Global Unique Identification），从英文单词意义上就可以知道，系统中的每个设备都有着独一无二的GUID，这个GUID又唯一的标志了系统中的某某设备。就像我们每个人都有着独一无二的的身份证号码。

要使用某个设备的话，首先我们就需要知道他的GUID。

鼠标和键盘作为我们电脑中最为重要的外设，DirectInput对他们做了特殊对待，给了后门，定义了他们的GUID分别为GUID_Keyboard和GUID_SysMouse。而对于其他的输入设备，我们就用上面提到过的EnumDevices方法枚举出这些设备，以得到他们的GUID，我们可以在MSDN中查到这个方法有如下声明：

HRESULTEnumDevices(  

         DWORD dwDevType,  

         LPDIENUMDEVICESCALLBACKlpCallback,  

         LPVOID pvRef,  

         DWORD dwFlags  

)  

 

■ 第一个参数，DWORD类型的dwDevType，指定我们需要枚举的设备类型。

可取的值为DI8DEVCLASS_ALL，DI8DEVCLASS_DEVICE，DI8DEVCLASS_GAMECTRL，DI8DEVCLASS_KEYBOARD，DI8DEVCLASS_POINTER中的一个。

■ 第二个参数，LPDIENUMDEVICESCALLBACK类型的lpCallback，用于指定一个回调函数的地址，当系统中每找到一个匹配的设备时，就会自动调用这个回调函数。

■ 第三个参数，LPVOID类型的pvRef，返回我们当前匹配设备的GUID值。

■ 第四个参数，DWORD类型的dwFlags，指定我们枚举设备的方式。取值可以下面的一个或者多个值：DIEDFL_ALLDEVICES，DIEDFL_ATTACHEDONLY，DIEDFL_FORCEFEEDBACK，DIEDFL_INCLUDEALIASES，DIEDFL_INCLUDEHIDDEN，DIEDFL_INCLUDEPHANTOMS。

   

取得我们需要使用的设备的GUID后，就可以根据这个GUID来调用IDirectInput8接口的CreateDevice方法，进而来创建设备的IDirectInputDevice8接口对象了。

我们可以在MSDN中查到IDirectInput8::CreateDevice方法的声明如下：

   

HRESULTCreateDevice(  

         REFGUID rguid,  

         LPDIRECTINPUTDEVICE*lplpDirectInputDevice,  

         LPUNKNOWN pUnkOuter  

)  

        

■ 第一个参数，REFGUID类型的rguid，就是填我们上面讲到的输出设备的GUID。系统中当前使用的键盘对应GUID_SysKeyboard，当前使用的鼠标对应GUID_SysMouse。其他设备的话，就用我们刚刚讲过的EnumDevices获取一下就行了。

■ 第二个参数，LPDIRECTINPUTDEVICE类型的*lplpDirectInputDevice，表示我们所创建的输入设备对象的指针地址，可以说调用这个CreateDevice参数就是在初始化这个参数。

■ 第三个参数，LPUNKNOWN类型的pUnkOuter，、和COM对象的IUnknown接口相关的一个参数，一般我们不去管它，设为NULL就可以了。

   

讲解完了，当然得看一个调用实例。下面的代码中CreateDevice方法的第二个参数我们填的是GUID_SysMouse，所以我们在为系统鼠标创建一个DirectInput设备接口对象：

LPDIRECTINPUTDEVICE8   g_pMouseDevice      = NULL;  

if(FAILED (g_pDirectInput->CreateDevice(GUID_SysKeyboard,&g_pKeyboardDevice,NULL)))  

              return E_FAIL;  

   

   

3.设置数据格式

   

数据格式用于表示设备状态信息的存储方式，每种设备都有一种用于读取对应数据的特定数据格式，所以对每种设备都要区别对待。所以要使程序从设备读入数据的话，首先我们需要告诉DirectInput读取这种数据所采用的格式。

设置数据格式通常我们都是通过IDirectInputDevice8接口的SetDataFormat方法来做到的，这个方法可以把设备的数据格式填充到一个DIDATAFORMAT接口类型的对象。该方法的声明如下：

 

HRESULT SetDataFormat(  

        LPCDIDATAFORMAT lpdf  

)  

 

SetDataFormat方法唯一的变量就是LPCDIDATAFORMAT类型的lpdf，DirectInput已经为我们准备好了一些备选的参数，下面是一个列表：

数据格式	精析
c_dfDIkeyboard	标准键盘结构，包含256个字符，每个字符对应着每个键
c_dfDIMouse	标准鼠标结构，带有3个轴和4个按钮
c_dfDIMouse2	扩展鼠标结构，带有3个轴和8个按钮
c_dfDIJoystick	标准游戏杆，带有三个定位轴，3个旋转轴，两个滑块，1个POV hat和32个按钮
c_dfDIJoystick2	扩展的游戏杆

 

 

依然是一个调用实例，设置鼠标的数据格式：

g_pMouseDevice->SetDataFormat(&c_dfDIMouse);  

 

4.设置协作级别

   

在Windows操作系统中，系统中的每个应用程序都通常会使用多个输入设备，并且同一输入设备也可能被多个应用程序同时使用。因此，需要一种方式来共享和协调应用程序对设备的访问。在DirectInput中，祭出的是协作级别（Cooperative Level）这套处理方式。

协作级别定义了进程与其他应用程序和操作系统共享设备的方式。设备一旦创建就需要设置它的协作级别，协作级别表示了应用程序对设备的控制权。

DirectInput的协作级别可以以两套方案来分类：前台、后台模式和共享、独占模式。

 

Ⅰ.前台模式与后台模式

   

其中，前台模式表示只有当窗口处于激活状态时，才能获得设备的控制权。而当处于非激活状态时，会自动失去设备的控制权；后台模式表示可以在任何状态下获取设备，即使是在窗口处于非激活状态时。后天模式可以被任何应用程序在任何时候使用并获取设备数据。

 

 

Ⅱ.共享模式与独占模式

共享模式表示多个应用程序可以共同使用该设备，而独占模式表示应用程序是唯一使用该设备的应用程序。这里需要注意一下，独占模式并非意味着其他应用程序不能获取输入设备状态，如果进程同时使用了后台模式与独占模式的话，当其他进程申请了独占模式的话，这个进程就会失去设备的控制权。

我们平常都是通过IDirectInputDevice8接口的SetCooperativeLevel方法来设置设备的协作级别的，我们可以在MSDN中查到SetCooperativeLevel的声明如下：

HRESULT SetCooperativeLevel(  

        HWND hwnd,  

        DWORD dwFlags  

)  

 

■ 第一个参数，HWND类型的hwnd，显然就是填想要与当前设备相关联的窗口句柄了，且这个窗口需要属于当前进程的顶级窗口。

■ 第二个参数，DWORD类型的dwFlags，描述了当前设备的协作级别类型，也就是填我们上面讲到的前台、后台模式和共享、独占模式等一些模式的标识符，可取一个值到多个值，浅墨把取值在下表中出来了：

协作级别类型	精析
DISCL_BACKGROUND	后台模式，一般我们让他与DISCL_NONEXCLUSIVE（非独占模式）配合使用
DISCL_FOREGROUND	前台模式，一般我们让他与DISCL_EXCLUSIVE（独占模式）配合使用
DISCL_EXCLUSIVE	独占模式
DISCL_NONEXCLUSIVE	非独占（共享）模式
DISCL_NOWINKEY	让键盘上烦人的Windows键失效

            

注意，后台模式和独占模式不能同时选择，用脚丫子来想都知道他们两个组合起来不符合逻辑，既然都是在后台了，还谈什么独占呢？

下面依旧是一个调用实例，将鼠标设备的协作级别设为前台、独占模式：

g_pMouseDevice->SetCooperativeLevel(hwnd,DISCL_FOREGROUND |DISCL_EXCLUSIVE);  

 

   

   

5.设置特殊属性

   

设备的特殊属性包含设备的数据模式、缓冲区大小、以及设备的最小最大范围等等。DirectInput为我们提供了SetProperty方法来设置设备的特殊属性，我们可以在MSDN中查到这个方法有如下原型：

HRESULT SetProperty(

        REFGUID rguidProp,

        LPCDIPROPHEADER pdiph

)

这个方法平常用得不算多，因为篇幅原因暂且先不详细讲了，需要用的时候大家去查一下文档就可以了。

 

 

6.获取和轮询设备

 

首先是一个常识，在访问和使用任何输入设备之前，首先必须获得该输入设备的控制权。权力这东西，人人都喜欢，对其趋之若鹜，在我们的计算机中也不例外。其他的程序随时都可能勾心斗角，争夺并抢走对输入设备的控制权。所以我们在使用之前，往往都要重新获取一下设备的控制权，以确保权力在我们手中。

在DirectInput中，权力的敲门砖为IDirectInput8接口的Acquire方法，我们可以在MSDN中查到这个"权力权杖"有如下的原型：

HRESULT Acquire()  

我们可以发现他简简单单清清白白，没有参数，返回值为HRESULT。调用起来当然是非常简单：

g_pMouseDevice->Acquire();  

为了大家看起来简明扼要，咱们这里没有用if和FAILD宏给他括起来，进行错误处理。

 

另外需要注意的是，在获得输入设备的控制权之前，必须先调用IDirectInputDevice8接口的SetDataFormat或者SetActionMap方法来设置一下数据格式，不然我们调用Acquire方法的话，将直接给我们返回DIERR_INVALIDPARAM错误的。

 

 

另外需要讲到的是轮询。

轮询可以准备在合适的情况下读取设备数据。因为数据可能具有临界时间的。这个轮询的原型也是非常非常的简单：

HRESULT Poll()  

 

轮询用起来当然也是非常简单的：

g_pMouseDevice ->Poll();  

 

 

   

7.读取设备信息

   

在Direct3D应用程序中，拿到对输入设备的控制权之后，就可调用IDirectInputDevice8接口的GetDeviceState方法来读取设备的数据。而为了存储设备的数据信息，在调用该方法时，须传递一个数据缓冲区给GetDeviceState方法，这个GetDeviceState方法的原型我们可以在MSDN中查到是如下：

   

HRESULT GetDeviceState(  

        DWORD cbData,  

        LPVOID lpvData  

)  

 

 

■ 第一个参数，DWORD类型的cbData,指定了我们缓冲区的大小（具体是哪个缓冲区在第二个参数中）。

■ 第二个参数，LPVOID类型的lpvData，表示一个获取当前设备状态的结构体的地址值。

他的数据格式和我们之前调用的IDirectInputDevice8::SetDataFormat方法有着前后呼应的密切联系。下面我们通过一个表格来看看是如何联系的：

SetDataFormat中指定的数据格式	GetDeviceState中对应的缓冲区结构体
c_dfDIMouse	DIMOUSESTATE结构体
c_dfDIMouse2	DIMOUSESTATE2结构体
c_dfDIKeyboard	大小为256个字节的数组
c_dfDIJoystick	DIJOYSTATE结构体
c_dfDIJoystick2	DIJOYSTATE2结构体

 

   

比如，我们先调用了SetDataFormat设置了设备的数据格式为c_dfDIMouse：

   

g_pMouseDevice->SetDataFormat(&c_dfDIMouse);  

 

   

那么我们在读取设备信息的时候调用GetDeviceState就需要把第二个参数填与dfDIMouse对应的DIMOUSESTATE结构体的一个实例：

DIMOUSESTATE dimouse  

g_pMouseDevice-> GetDeviceState(sizeof(dimouse),(LPVOID)&dimouse);  

 

   

对此，我们可以抽象出一个函数，专门对付疑难杂症，应对各种类型的设备的数据读取，而且还考虑到了设备如果丢失掉了，在合适的时间自动重新获取该设备：

   

//*****************************************************************************************  

// Name: Device_Read();  

// Desc: 智能读取设备的输入数据  

//*****************************************************************************************  

BOOL Device_Read(IDirectInputDevice8*pDIDevice, void* pBuffer, longlSize)  

{  

         HRESULThr;  

         while(true)  

         {  

                  pDIDevice->Poll();             // 轮询设备  

                  pDIDevice->Acquire();          // 获取设备的控制权  

                  if(SUCCEEDED(hr = pDIDevice->GetDeviceState(lSize, pBuffer))) break;  

                   if(hr !=DIERR_INPUTLOST || hr != DIERR_NOTACQUIRED) return FALSE;  

        if(FAILED(pDIDevice->Acquire())) return FALSE;  

         }  

         returnTRUE;  

}  

 

   

   

到这一步之后，就是调用一下Device_Read来读取数据了。调用之后，我们的键位数据其实就存在了g_pKeyStateBuffer之中，我们接下来要做的就是用if语句对g_pKeyStateBuffer数组中对应的键位进行试探，看看这个键是否被按下了。如果按下，就进行相关的处理就可以了，比如：

Device_Read(g_pKeyboardDevice,(LPVOID)g_pKeyStateBuffer,sizeof(g_pKeyStateBuffer));  

     

if (g_pKeyStateBuffer[DIK_A] & 0x80)  

fPosX -= 0.005f;  

 

当然，在最后，使用完输入设备后，必须调用IDirectInputDevice8接口的Unacquire方法释放设备的控制权，所谓的杯酒释兵权，且需要接着调用Release方法释放掉设备接口对象。

g_pMouseDevice->Unacquire();  

g_pMouseDevice->Release();