零基础游戏编程：如何用Direct3D来处理俄罗斯方块的显示问题？

废话不多说，这一节的目的，是把游戏显示到我们前面创建的Windows窗口中。用脑子一想，不是很简单吗？不就是把图片显示在窗口里面吗？这样想没错，但是程序员不应该这样想。因为程序员，电脑是笨蛋，我们觉得容易，电脑可能完全不明白我们要说什么。所以，想要显示游戏的话，还是要一步一个脚印慢慢走。

一、游戏是如何显示的？

用过电脑的你可能觉得，显示一张图片不是很容易吗？在游戏中不应该也是很容易的吗？其实，这是错觉。

我们在使用电脑的时候，是有大量应用软件帮助我们方便使用的。比方说显示一张照片，我们之所以认为它简单，主要是因为应用软件已经把复杂的图片显示处理过了，我们只需要双击图片就可以了。然而，现在我们要自己写游戏，游戏就是一个程序，是不能借助其他软件的，也就是说，我们要自己想办法把图片显示在窗口中。

再说清楚一点，我们需要直接和显示设备打交道，直接给显示设备发送指令，让它把我们希望的东西显示出来。

在开头的几节课中我们已经讲过，Windows系统的封装性很强，它已经把我们和硬件分割开了。Windows为了解决游戏编程的问题，专门开发了DirectX，好让我们游戏编程的时候更简单。

这个，我们在前面已经说过了，在这里，我们专门“科普化”地讲一下，什么是DirectX。

像DirectX用到的COM技术我们就不扯了，毕竟太过于专业化，我们作为零基础的学生，只要理解DirectX的工作原理就可以了。

DirectX是组件对象模型（COM），是一种分离于代码本身的东西。从第1节课到现在，为了让大家好理解，我都把函数比喻成“芯片”。实际上，函数是程序本身的内容，是程序员自己写的内容，是整个代码的一部分，比喻成“芯片”是有点夸张成分的。而COM技术，完全就是一种芯片，因为它独立于代码。不管是任何人还是任何语言的代码，都能够使用这个芯片。我们再刨深一点点，COM技术的这个内容，是提前编译过的东西，相当于是一个半成品了。

如果仅仅是这一个功能，COM技术还不会这么厉害，这个技术的厉害之处，是它异常强大的版本兼容性。

我承认，版本兼容性这个词是我造的，但是，想要把如此复杂的概念说给零基础的读者听，我只能自己造词了。

什么是版本兼容性呢？就是这个技术，能兼容第1代到当前这一代的所有功能，包括相同功能的不同版本。你可能不理解，我们举个例子。

比方说，停车场为了智能化管理，给每个车主发放了管理卡，靠这个卡，车主就能很方便进入停车场。一开始还好，可是后来发现，这个智能化管理系统有漏洞，容易被人钻空子，所以，停车场升级了管理系统，也就是2.0系统。由于升级了系统，导致第一代的卡无法使用了，所以，他们主动找车子换卡。可是，依旧有很多车主无法找到。当某一天车主回来的时候，发现自己的卡无法使用的时候，又是一通麻烦。

而这个版本兼容性的意思是说，不管这个管理系统升级多少次，任何版本下的卡片都是可以使用的。

版本兼容性曾经是编程的难题，因为我们真的很难保留不同版本下相同的处理方法。比方说简单的1+1程序，以前版本是那样算的，而现在版本是这样算的，势必就会造成，以前写的程序到了现在就无法使用了。

而微软想要让Windows变得和DOS一样对游戏编程友好，这个难题是不得不面对的。而微软果然不负众望，不愧于当时最厉害的计算机公司，不愧于当时最顶级的计算机技术，直接创造了COM技术。有了这个技术后，版本兼容性的问题就解决了。

现在的的DirectX已经越来越强大了，当前的版本是DirectX 12，不过，DirectX 10.0的功能已经非常非常强大了，而我们编写这个俄罗斯方块小游戏，使用DirectX 9.0已经绰绰有余了。除非是编写3A游戏，我们真的不必要用到DirectX 12，因为DirectX有版本兼容性，即使是在DirectX 12的环境下，DirectX 1.0写出来的游戏，依旧是可以运行的。

那么，DirectX的工作原理是什么呢？

其实非常简单，DirectX就是将所有的硬件模拟成了一个一个的接口，我们操作这些接口就相当于直接操作那些硬件了。比方说显卡、声卡、键盘和鼠标、网络等等，都已经被DirectX模拟成了一个一个的接口了。比方说，关于显示的接口统称为DirectX Graphics，关于声卡的接口统称为DirectX Audio。也就是说，我们通过这些DirectX的接口，就可以直接操控硬件了。

二、推荐使用Direct3D

我们现在要把俄罗斯方块这个游戏显示在窗口中，用到的当然是DirectX Graphics，而DirectX Graphics是一个统称，里面包含的东西非常多，有关于显示方面的接口都包含在里面。我们用不了那么多功能，只需要用里面Direct3D中的接口就行了。实际上，DirectX Graphics中是有DirectDraw这一组接口的，这组接口是专门用于二维游戏开发的，其中的功能其实非常强大，足够我们写俄罗斯方块了。可我并不建议用它，因为游戏的发展方向是3D，DirectDraw已经快被淘汰了。之所以还有这些接口，就是为了“版本兼容性”而已。而且，Direct3D中的功能非常多，它是处理三维游戏的，比二维游戏复杂多了，用这么一个强大的组件来处理二维游戏，简直就是小儿科一样。所以，我们就用Direct3D来写俄罗斯方块游戏吧。

三、将两张图片素材载入

由于DirectX和一般的功能模块不一样，它的使用过程也是不太一样的。不过，所有的DirectX的组件使用过程是类似的，只要懂得了任何一个，其他的组件也就能很快学会了。我们是打算用Direct3D来处理显示问题的，所以就从它先入手吧。

首先的第一步，是让编译器，我们的这个程序将要用到Direct3D这个组件。通过前面的基础知识，你应该，告诉编译器是通过包含文件来告诉的，也就是添加下面的几个包含文件到std.h这个文件中：

#include <d3d9.h>

#include <d3d9types.h>

#include <d3dx9tex.h>

第一个包含文件中，是所有关于Direct3D的接口内容；第二个包含文件中，是Direct3D中需要用到的大量类型或者是结构；第三个包含文件我们可以不包含，因为在我们的俄罗斯方块游戏中并没有用到纹理方面的接口，但是我建议，把它包含进去。其实，这三个文件相当于连体婴，要包含就一起包含了，Direct3D的程序中，基本上都要用到这些内容。我们的俄罗斯方块是因为简单，才没有用纹理功能。

还有，Direct3D一般被称为D3D，所以，下面就简称D3D了。

其它的内容只需要包含一个头文件就可以了，比如我们要用Windows的功能，只需要把Windows.h这个文件包含进来就行了，可是，DirectX是特殊的组件，仅仅包含一个头文件是无法真正使用它的。想要真正使用它，还需要添加链接库的支持，具体的方法，是在“项目属性”中找到配置属性，能看到其中有链接器的设置，在下一级目录中找到“输入”，就能看到右边看到一个附加依赖项。我们需要把DirectX的库文件添加到这里面来。

单击附加依赖项右边的省略号，就能出现下面的对话框，在上面的输入框中把D3D的库文件添加进去就可以了。这里一共能看到6个库文件，也是俄罗斯方块全部需要添加的库文件。而对于D3D来讲，我们只需要添加前面三个库文件，也就是dxguid.lib、d3d9.lib和d3dx9.lib。

有了这个基础动作之后，我们就可以添加代码了。首先是在Tetris.h文件中添加一个成员函数，用于D3D这个组件的初始化工作：

void CreateD3D9(void);

由于初始化完成后，数据都保存在成员变量中，我们完全不需要函数的返回值和函数的参数。

一般而言，我们把D3D的初始化过程称呼为D3D的创建过程，也就是说，我们不是直接使用D3D组件接口的，而是要在我们自己的程序中（也就是俄罗斯方块程序中）重新创建一个特属于俄罗斯方块的D3D组件。在创建D3D组件的过程中，需要用到一些变量，而这些变量非常重要，干脆就写到成员变量中去吧。我们直接在Windows的那些成员变量后面添加就可以了，记住，成员变量的属性是private。D3D有关的成员变量如下：

//d3d9变量

IDirect3D9 *D3D9;//主D3D9

IDirect3DDevice9 *D3D9Device;//D3D9设备指针

D3DLOCKED_RECT RC9;//D3D9表面锁定得到的指针，可理解为屏幕直接操作

IDirect3DSurface9 *D3D9Surface;//D3D9主表面指针

IDirect3DSurface9 *BGSurface;//背景表面

IDirect3DSurface9 *FKSurface;//小方块表面

int Depth;

总共7个成员变量，具体什么用，我们后面慢慢讲解。

由于是C++类的成员变量，在类的创建过程中（也就是WinMain函数中创建Tetris类的语句中，就是那个用了new的语句），这些成员变量的内存空间是随机分配的，也就是说，这些成员变量的内存空间中会有一些不可预测的数据。为了防止这些数据出问题，在类的创建过程中，需要把这些成员变量数据清零。我们可以单独写一个初始化清零的成员函数，但是没这个必要，因为C++类是有构造函数的。想要清零，只需要把赋值语句写到构造函数中就可以了：