掀起Directx的盖头来

樊一鹏
1997-01-01

　　不知大家最近有没有注意到，Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５下的好游戏突然多了起来，且有疯狂蔓延之势，另有消息表明，绝大多数著名的ＰＣ游戏软件开发商都已经、正在、或者将会把Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５作为他们产品的主要运行平台。甚至不少过去只为专用游戏机制作软件的开发商，也把他们的视线投向了Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５。
　　记得昔日Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５刚发布之日，尽管ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ极力鼓吹Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５是最好的游戏开发平台，然而始终应者寥寥，也不见有何惊人佳作。为何时隔不久，Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５就突然变得如此惹人喜爱了呢？
　　这一切都是因为Ｂｉｌｌ　Ｇａｔｅｓ下令推出了ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ之故。
　　那么到底什么是ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ？ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ又有何厉害之处呢？
　　为了掀起ＤｉｒｅｃｔＸ的盖头，且让我们先来看一看ＰＣ机常用的几个操作系统（因为它们是ＰＣ　ＧＡＭＥ开发平台的最底层）：
　　ＤＯＳ、Ｗｉｎｄｏｗｓ　３．１、Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５。
　　在ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ推出之前，绝大多数的ＰＣ游戏一直采用的是ＤＯＳ。
　　在应用软件纷纷由ＤＯＳ到Ｗｉｎｄｏｗｓ　３．１，又由Ｗｉｎｄｏｗｓ　３．１到Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５的大形势下，游戏开发却干嘛非要背道而驰呢？
　　我们不妨假设有一位经验丰富（除了做游戏）的应用程序员，现在突发奇想，想要开发一只ＰＣ　ＧＡＭＥ了。以他的经验，无疑会选择Ｗｉｎｄｏｗｓ，原因很简单，在Ｗｉｎｄｏｗｓ下写这种程序很简单，一切几乎都是现成的，不像在ＤＯＳ下，一无所有，图形、声音、内存……每一个问题都足以成为他放弃ＤＯＳ的理由。
　　然而，可以保证，程序写到一半，他就不会再想用Ｗｉｎｄｏｗｓ了，因为他已经发现，他将写出的游戏（不管好不好玩），都需要１００倍地提高机器性能才会流畅。
　　怎么会这样呢？
　　原来，Ｗｉｎｄｏｗｓ接管了所有的系统资源，你对设备的操作，实际上都变成了对Ｗｉｎｄｏｗｓ的功能调用。这样一来，就可以很容易地实现设备无关性。对应用程序来说，这当然是极大的好处。不要重写代码，你的软件就可以轻易地在不同环境下顺利运行了。
　　不过在得到这种好处的同时当然也要付出代价——效率。比起直接操作硬件来说，调用Ｗｉｎｄｏｗｓ功能当然要多花点时间。这对于一般的应用程序，不会有太明显的影响。
　　不幸的是，游戏软件通常都要求大量的图形、声音等各种操作，如果每次操作都去调用Ｗｉｎｄｏｗｓ功能来完成，当然会奇慢无比。
　　那好，我们来直接操作硬件行了吧？别忘了，Ｗｉｎｄｏｗｓ接管了所有的系统资源，直接操作硬件又会很容易导致系统崩溃。
　　这样一来，难怪大家一直都爱（不得不爱）写ＤＯＳ　ＧＡＭＥ了（注：还有一个原因是，ＤＯＳ下已有许多优秀的游戏开发平台。）。
　　看来，Ｗｉｎｄｏｗｓ不是（本来就不是）专为编写游戏准备的。
　　这些问题，ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ不是不知道。早在Ｗｉｎｄｏｗｓ　３．１的时代，就推出了ＷｉｎＧ，试图通过允许直接操作缓存来提高Ｗｉｎｄｏｗｓ的图形性能以满足此类需要，不过由于硬件的限制，ＷｉｎＧ还是没能很好地发挥出其威力。
　　Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５出现以后，这些问题依然存在。而且随着硬件的飞速发展，ＤＯＳ和那些ＤＯＳ下的开发平台也已经越发显得跟不上时代了。在ＤＯＳ下，明明有很好的硬件，但由于缺乏一个统一标准，各种硬件加速特性根本就不敢用，人们迫切需要一种既能够实现硬件无关性、又能够充分利用硬件加速特性的方式。
　　终于，在ＷｉｎＧ的基础上，ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ诞生了。
　　ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ实际上是一个ＡＰＩ的集合。具体说来，ＤｉｒｅｃｔＸ的功能就是允许游戏开发者去访问硬件的特殊功能，却不需要编写任何一点同硬件相关的特殊代码。
　　很明显，用ＤｉｒｅｃｔＸ开发的软件可以充分地利用各种硬件的加速特性，又可以省掉大堆繁琐的代码，同时还可以获得Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５所带来的其他好处，难怪说它是Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５游戏开发的终极武器。
　　可以这样说，ＤｉｒｅｃｔＸ把Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５变成了超级游戏平台，ＤｉｒｅｃｔＸ也给硬件业界提出了一个不错的标准，现在市面上能见到的各种硬件，大都已经支持它了。随着今后硬件技术的进一步发展，ＤｉｒｅｃｔＸ的优势将会越来越明显。
　　到目前为止，ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ已经发展到了５．０版本，不过，眼下最常用和最常见的还是２．０和３．０版本。
　　早在ＤｉｒｅｃｔＸ　１．０时，ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ就提出，ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ的主要目标是使得那些基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的应用程序之性能足以达到或者超过基于ＤＯＳ或者其他平台的应用程序。而它的另外一个目的就是为游戏开发者开发Ｗｉｎｄｏｗｓ的游戏准备一个功能强大的标准化平台，并提供有良好的文档。
　　在这个时候，ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ共由五个部分组成：
　　ＤｉｒｅｃｔＤｒａｗ，通过它可以充分利用硬件加速来实现动画，以及直接对显存实现位图的存取，包括图块传送、缓冲区卷轴等等。
　　如果你有写游戏程序的经验，你马上就可以意识到它能够作出些什么了，随便举个例子，《ＤＩＡＢＬＯ》玩过吧？它的游戏画面，就是用ＤｉｒｅｃｔＤｒａｗ来生成的，效果如何？不过它用的不是１．０版本就是了，但实际上，ＤｉｒｅｃｔＤｒａｗ在ＤｉｒｅｃｔＸ的后继版本中一直没多大变化。
　　ＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄ，利用软件和硬件的特性来实现声音的混音和回放等等。这是做游戏必不可少的部分，它可以让声卡同时发出几个不同的声音，比如在枪声响起时听到敌人发出的惨叫，这样的效果更真实。现在几乎所有的游戏都用到了这一点，不管它是ｆｏｒ　ＤＯＳ还是ｆｏｒ　Ｗｉｎｄｏｗｓ的。
　　ＤｉｒｅｃｔＰｌａｙ，借助Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５的强大网络功能，使游戏者能够轻易地通过ＭＯＤＥＭ或者网络进行联网游戏。这可是一个好宝贝，现在的游戏很注重联网功能的，有ＤｉｒｅｃｔＰｌａｙ现成可用，实在是好爽！
　　ＤｉｒｅｃｔＩｎｐｕｔ，提供游戏杆为主的各种输入设备的标准接口，甚至可以支持各种未来的输入设备，但这时还不支持键盘和鼠标。
　　ＡｕｔｏＰｌａｙ，自动播放（实际上是Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５的功能），一插入光碟，就自动开始运行它。
　　ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ在实现ＤｉｒｅｃｔＸ这些部分的时候，其最主要的目标是速度，而不是什么高级功能。因为速度才是追求高性能游戏的开发者所最感兴趣的。说真的，一个有经验的游戏开发者是不会太在意系统是否提供什么高级功能（有当然更好），他首先只会关心系统是否提供高性能，如果确实需要什么高级功能而系统没提供的话，自己写一个就是了。实际上，往往有为了提高运行效率，放弃现成的高级功能不用，而从底层重写的情况。
　　具体在使用ＤｉｒｅｃｔＸ的过程中，你会惊奇地发现，即使你的硬件不支持某些功能，但它照样能够通过软件模拟来实现这些功能。一旦今后换上了新的硬件，它就能工作得更好，效率更高。
　　原来，ＤｉｒｅｃｔＸ在这里提出了两个概念：ＨＡＬ和ＨＥＬ，其全称是ｈａｒｄｗａｒｅ－ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ和ｈａｒｄｗａｒｅ－ｅｍｕｌａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ，即硬件抽象层和硬件仿真层。借助于ＨＡＬ和ＨＥＬ，开发者完全与硬件隔绝。当应用程序工作时，如果使用硬件支持的功能，那么，应用程序将会调用ＨＡＬ，否则，应用程序将会调用ＨＥＬ来完成这些硬件不支持的功能。而这种过程，开发者完全不用操心，ＤｉｒｅｃｔＸ会为你完成一切。
　　到了ＤｉｒｅｃｔＸ　２．０，除了进一步完善这几个组成部分外，最重要的是引入了
Ｄｉｒｅｃｔ３Ｄ。这一下，３Ｄ功能的实现变得非常简单了。
　　Ｄｉｒｅｃｔ３Ｄ从高层提供了保留模式的界面，使用它，直接可以做出一个十分完整的三维图形系统。不过，Ｄｉｒｅｃｔ３Ｄ同一般的三维图形系统比起来，更看重的是速度，而不是生成图形的质量。Ｄｉｒｅｃｔ３Ｄ这样做的目的，显然是为了即时生成三维图形，牺牲一点图形质量是完全可以理解的。但是，请放心好了，用它即时生成的三维图形，效果也不坏。
　　另外，Ｄｉｒｅｃｔ３Ｄ还从低层提供了立即模式的界面，为应用程序以设备无关的方式同硬件加速打交道准备了低层接口，从而可以获得更好的性能。事实上，保留模式就是建立在立即模式基础之上的。
　　ＤｉｒｅｃｔＸ　３．０同ＤｉｒｅｃｔＸ　２．０相比，又有了不少改进。
　　ＤｉｒｅｃｔＸ　３．０在ＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄ中，增加了ＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄ　３Ｄ功能。换句话说，使用ＤｉｒｅｃｔＸ　３．０可以实现三维音效。
　　在ＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄ３Ｄ中，你可以把一个声音定义为点音源，这样的话，无论观察者位于何处，它都能被听到。而且声音的传播范围是可控的，在这个范围内，离音源越近，听到的声音越大，离音源越远，听到的声音越小，非常逼真，超出这个范围，声音就听不到了。如果你把一个声音定义为按圆锥体发射的音源，则情形就略微有些不同了，只有当你位于这个圆锥体内，你才能听到音源发出的声音。
　　到ＤｉｒｅｃｔＸ　３．０为止，ＤｉｒｅｃｔＰｌａｙ已不仅仅是应用程序之间实现设备无关通
信的一种方式，它已经变成了一种技术，被看作是独立的媒体服务器。包括支持
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、直接连线等许多新特性、新技术正是在此时被加入其中。
　　在新的ＤｉｒｅｃｔＩｎｐｕｔ中，加入了对键盘和鼠标的支持，毕竟它们更为常用。
　　ＤｉｒｅｃｔＳｅｔｕｐ是新加入的组成部分，用来帮助应用程序进行安装、注册等工作。
　　总的说来，ＤｉｒｅｃｔＸ　３．０已经是一个相当完善的游戏开发平台了。
　　在它之后，ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ将跳过４．０版本直接推出５．０版本（这好像是ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ的老习惯了）。
　　了解了ＤｉｒｅｃｔＸ概况，让我们再来看看它具体是如何使用的。
　　ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ被分为了运行库和开发包这两个部分。对于游戏者来说，为了玩一个使用ＤｉｒｅｃｔＸ的游戏，他只需要在他的Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５下装载相应版本的ＤｉｒｅｃｔＸ运行库就行了。一般说来，用到ＤｉｒｅｃｔＸ的游戏在安装的时侯都会提醒你（或自动）装载它的运行库，而这个运行库通常会随游戏一起提供给你。也许有人还会担心，ＤｉｒｅｃｔＸ的运行库安装起来是否很麻烦。其实这个过程很简单，启动它的安装程序，再等一会儿就完工了。在整个过程中，不要你针对自己的硬件作任何一点复杂的设置，够容易吧。（ＤｉｒｅｃｔＸ的运行库在电脑报配套光盘第一期里也可以找到）
　　如果你是想用ＤｉｒｅｃｔＸ来进行开发的话，你应该使用ＤｉｒｅｃｔＸ的开发包，即ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ　ＳＤＫ，它由ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ免费提供。有三种途径可以得到：
#3　　１．从ＷＷＷ上下载，大约共八十兆，地址是：
　　ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｃｏｍ／ｍｓｄｏｗｎｌｏａｄ／ｄｉｒｅｃｔｘ３．ｈｔｍ
#3　　２．购买ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋系列产品
　　这是因为在Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋　４．Ｘ中就包含有ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ　ＳＤＫ　２，不过它被称为ＧＡＭＥ　ＳＤＫ。而在新的Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ　９７里，Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋　５．０就干脆包含了ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ　ＳＤＫ　３。
#3　　３．订购电脑报配套光盘第二期
　　它提供了完整的ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ　ＳＤＫ　３。
　　在ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ　ＤｉｒｅｃｔＸ　ＳＤＫ里，提供有完整的头文件、链接库、帮助文件，还有丰富的例程可以帮助你快速入门。不过这些例程都是Ｃ／Ｃ＋＋形式提供的，所以你应该去找一个Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋　２．０以上的版本来用。
　　除了Ｃ／Ｃ＋＋，现在连Ｄｅｌｐｈｉ甚至Ｂａｓｉｃ都能使用ＤｉｒｅｃｔＸ了。而且也不是只能使用Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋，ＷＡＴＣＯＭ　Ｃ＋＋和ＢＣ＋＋也已经能用它。
　　ＤｉｒｅｃｔＸ的盖头已然掀开，想写出新一代游戏程序的朋友们，赶快去试一试！