游戏编程笔记-起步（二）在窗口上绘图

游戏编程笔记-起步（二）

2.在窗口上绘图

        看了我上面的分析，我想，很多朋友都迫不及待的想学这部分知识，原因是上面的知识实在太简单了，只要稍懂点算法的同胞们都可以看懂。关键是大家苦于英雄无勇武之地啊！学了n年的算法，做了n到算法题，却写不出一个如此简单的小游戏。

那好，让我们开始我们真正的游戏编程之旅吧！

1.概述

       在Windows上绘图方式，跟美术大师绘图差不多。美术绘画，首先要具备以下工具：画板，画布，画笔，画刷。同样，Windows上也有相关的概念。绘图设备DeviceContext(DC)，位图Bitmap，画笔Pen，画刷brush。他们一一对应。

2.画板

       在Windows中被称作设备上下文（Device Context，DC），我习惯称之为绘图设备。但是Windows的“画板”与美术大师手中的“画板”不一样，Windows中的“画板”实质上是一个工具的集合体，将画布、画笔、画刷、绘画方式全部综合管理起来，然后，所有的绘画操作都将在这上面进行。

1）系统绘图设备。系统有默认的绘图，我们可以直接使用它进行一系列的绘图操作。

获取系统绘图设备：

HDC GetDC(
  HWND hWnd   // 窗口句柄。即指定获得那个窗口的绘图设备。
);

如：

HDC hDC = GetDC(g_hWnd);
Rectangle(hDC,0,0,100,100);//绘制矩形
....

使用完毕后要归还给窗口：

int ReleaseDC(
  HWND hWnd, // handle to window
  HDC hDC     // handle to DC
);

2）创建画板。通常我们不直接使用系统画板，因为系统画板直接和显示器关联，在上面一边画，就会一边显示到窗口，由于在绘制的时候，中间有时间差（我们可能经过若干次绘制，才绘制完一个地图），而游戏程序需要反复的擦除、重绘，所以常常会造成画面剧烈闪烁。为了解决这个问题，我们会创建一个辅助画板，在幕后绘制完毕后，一次性的将它显示到屏幕上，因为显示的时间非常快，所以就看不到闪烁。

创建辅助绘图设备：

HDC CreateCompatibleDC(
  HDC hdc   // 指向一个已经存在的DC，如果该值传入0，则系统会创建一个存贮DC。
);

存贮DC（辅助绘图设备），在创建完毕后，它的大小只有一个像素，我们没办法直接往他上面直接绘图，我们还需要往它上面贴一张画布。

使用完毕后记得要释放资源：

BOOL DeleteDC(
  HDC hdc   // handle to DC
);

例：

HDC memDC = CreateCompatibleDC(0); //创建辅助绘图设备
SelectObject(memDC,hBitmap); //将画布贴到绘图设备上
Rectangle(memDC,x1,y1,x2,y2); //绘制矩形
HDC hDC = GetDC(g_hWnd); //获得系统绘图设备
copy memDC to hDC //复制到系统设备上显示
ReleaseDC(g_hWnd,hDC); //归还系统绘图设备
DeleteDC(memDC); //释放辅助绘图设备

3.画布

       画布其实就是位图。位图的作用非常强大，在此我只介绍它的普通用法——充当画布。其他作用，后面再介绍。

创建掩码位图（画布）：

HBITMAP CreateCompatibleBitmap(
  HDC hdc,       //指向绘图设备，最好是系统的绘图设备
  int nWidth,     // 位图宽度
  int nHeight     // 位图高度
);

释放资源：

BOOL DeleteObject(
  HGDIOBJ hObject   // handle to graphic object
);

4.画笔

       画笔就不用解释了，Windows的画笔和美术大师的差不多。

创建画笔：

HPEN CreatePen(
  int fnPenStyle,   // 画笔风格。直线：PS_SOLID，点线：PS_DOT
  int nWidth,       // 画笔宽度。决定了画出来的线条粗细
  COLORREF crColor   // 画笔颜色
);

释放资源：

BOOL DeleteObject(
  HGDIOBJ hObject   // handle to graphic object
);

颜色：可由红绿蓝三种颜色按程度混合起来构成。

如COLORREF cr = RGB(255,0,255)，此时cr是粉红色（红色+蓝色）。COLORREF实际上是无符号长整型的别名，RGB将红绿蓝三个数值整合成一个无符号长整型数。

COLORREF RGB(
  BYTE byRed,   //红色分量0~255，值越大表面程度越深。
  BYTE byGreen, // 绿色分量0~255
  BYTE byBlue   // 蓝色分量0~255
);

5.画刷

创建画刷：
HBRUSH CreateSolidBrush(
  COLORREF crColor   // brush color value
);
释放资源：
BOOL DeleteObject(
  HGDIOBJ hObject   // handle to graphic object
);

6.绘画

       画布、画笔、画刷创建好之后，要是分别使用API，将它们选入绘图设备。当然，绘图设备，有自己的默认画刷和画笔。

HGDIOBJ SelectObject(
  HDC hdc,         // 直线绘图设备
  HGDIOBJ hgdiobj   // 指向GDI对象。就是画刷、画笔、位图等。
);

返回值是旧有的相关内容。

一些常用绘图API：

1）绘制矩形。

BOOL Rectangle(
  HDC hdc,        // 绘图设备
  int nLeftRect,   // 矩形区域左上角x坐标
  int nTopRect,   // 矩形区域左上角y坐标
  int nRightRect,  //矩形区域右下角x坐标
  int nBottomRect  // 矩形区域右下角y坐标
);

2）填充区域。用画刷来填充区域，经常用来擦除整个窗口。

int FillRect(
  HDC hDC,          // 绘图设备
  CONST RECT *lprc, // 矩形区域
  HBRUSH hbr         // 填充画刷
);

区域结构：
typedef struct _RECT { 
  LONG left;   //矩形左边（左上角x坐标）
  LONG top;  //矩形顶边（左上角y坐标）
  LONG right;  //矩形右边（右下角x坐标）
  LONG bottom;  //矩形底边（右下角y坐标）
} RECT, *PRECT;

获得窗口客户区区域：
BOOL GetClientRect(
  HWND hWnd,     // handle to window
  LPRECT lpRect   // client coordinates
);

3）绘图设备之间的拷贝。

BOOL BitBlt(
  HDC hdcDest,//目标绘图设备
  int nXDest, // 目标区域左上角x坐标
  int nYDest, //目标区域左上角y坐标
  int nWidth, // 目标区域宽度
  int nHeight,// 目标区域高度
  HDC hdcSrc, // 源绘图设备
  int nXSrc,  // 源区域左上角x坐标
  int nYSrc,  // 源区域左上角y坐标
  DWORD dwRop  // 操作码。常用SRCCOPY（复制）。
);

可以简单的理解这个API：将源绘图设备拷贝给目标绘图设备。从幕后画布拷贝给前景画布。从幕后绘图设备拷贝给显示器。拷贝的区域，就是上面指定的。

如：BitBlt(hDC,0,0,g_nWidth,g_nHeight,memDC,0,0,SRCCOPY);

4）其他常用API

文字处理

创建字体:CreateFont，CreatePointFont，SelectObject(.,font)。

显示文本：Textout，DrawText

设置文本颜色：SetTextColor ,GetTextColor

设置背景：SetBkColor，SetBkMode(设置背景模式，TRANSPARENT为透明)

绘制

点：SetPixel,SetPixelV,GetPixel。

线：MoveToEx-LinTo。

圆：Ellipse

多边形：Polygon

弧：Arc

位图处理

从文件加载位图/图标/光标：LoadImage

从资源加载位图：LoadBitmap

获得位图信息：GetObject

绘图设备间的拷贝复制

直接模式：BitBlt

拉伸拷贝：StretchBlt

透明处理：TranparentBlt，需要加 Msimg32.lib库。

半透明处理(Alpha混合)：AlpaBlend

其他

获得系统属性：GetSystemMetrics，一些很重要的信息。

获得鼠标屏幕坐标：GetCursorPos，需使用坐标转换转换为窗口坐标

坐标转换：ClientToScreen,ScreenToClient

获得键盘键状态：GetAsyncKeyState

获得整个键盘信息：GetKeyboardState

消息框：MessageBox

7.样例：绘制地图网格

我将上第一章的，创建窗口代码用C语言格式稍微封装了下。核心代码如下：

#include "app.h"

int g_nWidth = 600;//窗口宽度
int g_nHeight = 480;//窗口高度

void init()//游戏初始化
{
}

void update()//逻辑更新
{
}

void render()//画面渲染
{
    HDC hDC = GetDC(getHWnd());		//获得系统绘图设备

    HDC memDC = CreateCompatibleDC(0);	//创建辅助绘图设备

    HBITMAP bmpBack = CreateCompatibleBitmap(hDC,g_nWidth,g_nHeight);//创建掩码位图（画布）
    SelectObject(memDC,bmpBack);	//将画布贴到绘图设备上

    HPEN penBack = CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,255));//创建画笔
    SelectObject(memDC,penBack);    //将画笔选到绘图设备上

    HBRUSH brushBack = CreateSolidBrush(RGB(255,255,255));//创建画刷
    SelectObject(memDC,brushBack);  //将画刷选到绘图设备上

    //擦除背景
    RECT rcClient;//区域结构
    GetClientRect(getHWnd(),&rcClient);//获得客户区域
    HBRUSH brushTemp = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);//获得库存物体，白色画刷。
    FillRect(memDC,&rcClient,brushTemp);//填充客户区域。
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////    
	HBRUSH brushObj = CreateSolidBrush(RGB(0,255,0));//创建物体画刷
    //绘制维网格，矩形画法。
    int dw = 30;
    int rows = g_nHeight/dw;
    int cols = g_nWidth/dw;
    for (int r=0; r<rows; ++ r)
    {
        for (int c=0; c<cols; ++c)
        {
            if (r == c)
            {
                SelectObject(memDC,brushObj);
            }
            else
            {
                SelectObject(memDC,brushBack);
            }
            Rectangle(memDC,c*dw,r*dw,(c+1)*dw,(r+1)*dw);
        }
    }

    DeleteObject(brushObj);
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    BitBlt(hDC,0,0,g_nWidth,g_nHeight,memDC,0,0,SRCCOPY);//复制到系统设备上显示
    DeleteObject(penBack);  //释放画笔资源
    DeleteObject(brushBack);//释放画刷资源
    DeleteObject(bmpBack);  //释放位图资源
    DeleteDC(memDC);	    //释放辅助绘图设备
    ReleaseDC(getHWnd(),hDC);	//归还系统绘图设备
    Sleep(1);
}

void clear()//资源释放
{
}


//主函数
int WINAPI WinMain( HINSTANCE hInstance, HINSTANCE , LPSTR , int  )
{
    if(!initApp(hInstance,L"贪吃蛇游戏",g_nWidth,g_nHeight))
    {
        return 0;
    }

    //初始化游戏
    init();

    //游戏循环
    mainLoop();

    //释放资源
    clear();

    return 0;
}