游戏引擎学习第13天

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

game.h

cpp 复制代码

#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 3.14159265359

typedef 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

cpp 复制代码

#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

cpp 复制代码

#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

cpp 复制代码

/**
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.dll
    XInputLibrary = 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 NULL
    IDirectSound *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 off
      WAVEFORMATEX 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 format
            OutputDebugString("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 0
        MEM_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 1
  Buffer->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 nullptr

  Win32ResizeDIBSection(&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 DirectSound
      Win32ClearBuffer(&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 0
        char Buffer[256];
        sprintf_s(Buffer, "%fms/f, %ff/s, %fmc/f\n", MillisecondPerFrame, FPS,
                  MCPF);
        OutputDebugString(Buffer);
#endif
        LastCounter = 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：

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。
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。
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。
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。
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）

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"。
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。
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。
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。

关于game_controller_input 中的union

cpp 复制代码

 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：

cpp 复制代码

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`

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）。
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

cpp 复制代码

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

cpp 复制代码

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

游戏引擎学习第13天

game.h

game.cpp

win32_game.h

win32_game.cpp

上面代码修改完成,接下来是模拟数据输入

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）

关于game_controller_input 中的union

union 的作用

为何使用 union

代码示例

使用 Button[6] 遍历按键状态

使用命名成员处理特定按键逻辑

总结

遇到的问题

`union` 的作用

为何使用 `union`

使用 `Button[6]` 遍历按键状态