《MFC游戏开发》笔记六 图像双缓冲技术：实现一个流畅的动画

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作者：七十一雾央 新浪微博：http://weibo.com/1689160943/profile?rightmod=1&wvr=5&mod=personinfo

       在前几节的笔记里，大家肯定会为一个问题感到心烦：画面怎么老是一闪一闪的啊，太难受了。确实是的，如果玩这样的游戏简直就是一种折磨。但是大家玩游戏的时候，从来没有遇到过这种情况吧？那么游戏开发者是怎么解决这个问题的呢？雾央在这一节笔记里给大家讲解一种简单通用的方法——图像双缓冲。

 

一、闪烁原因

       

       为了解决问题，我们得首先搞清楚闪烁的原因是什么，然后才能对症下药。能够导致游戏画面闪烁的原因非常多，但是对于我们做游戏开发的同学来说，最主要的就是一种：贴图贴的太频繁。

       如果大家是一个细心人的话，那么应该可以发现，在笔记三讲解贴图的时候，当我们贴出背景图的时候，是根本不会闪烁的，但是当我们贴出人物后，闪烁就出来了，而当我们移动人物的时候，闪烁的画面简直惨不忍睹啊。

       想弄清楚真正的原因就得要理解GDI绘图的原理:GDI绘图的时候是先绘制到显存里面，然后显存每隔一段时间就需要把里面的内容输出到屏幕上，这个时间就是刷新周期。在绘图的时候，系统会先用一种背景色擦除掉原来的图像，然后再绘制新的图像。如果这几次绘制不在同一个刷新周期中，那么我们看到的就是先看到背景色，再看到内容出来，就会有闪烁的感觉，而绘制的次数越多，看到这种现象的可能性就越大，就闪烁的越厉害。

 

二、图像双缓冲技术

       大家清楚了闪烁的原因后，再结合我们只贴出背景的时候并没有闪烁的事实，那么或许大家就可以想到一种解决方法了：我们事先将要画的所有东西画在一张图片上，然后将这张图直接贴出来，不就解决了吗？

       如果你想到这里，那么恭喜你，你已经想到了图像双缓冲技术。其实看起来很高端的这个名词其实非常简单。我们之前画图的时候都是直接画在窗口DC上，在之前我们可以自己先创建一个内存DC，然后把画图都画在内存DC中，最后再一次性的将内存DC输出到窗口DC中，就可以解决画面闪烁的问题了。

       下面我们讲述写代码的方法

       1.定义变量

       首先在CChildView.h中定义两个变量

CDC m_cacheDC;   //缓冲DC
CBitmap m_cacheCBitmap;//缓冲位图

       2.创建缓冲DC

       然后呢，在CChildView.cpp中OnPaint中创建缓冲DC

//创建缓冲DC
m_cacheDC.CreateCompatibleDC(NULL);
m_cacheCBitmap.CreateCompatibleBitmap(cDC,m_client.Width(),m_client.Height());
m_cacheDC.SelectObject(&m_cacheCBitmap);

       3.在缓冲DC上绘图

       后面贴图都贴在缓冲DC上就可以了，如

m_bg.Draw(m_cacheDC,m_client);

      4.缓冲DC输出到窗口DC

       最后一次性的将缓冲DC中的内容输出到窗口DC中去，函数都是之前笔记二介绍过的，不熟悉的同学请阅读笔记二。 

cDC->BitBlt(0,0,m_client.Width(),m_client.Height(),&m_cacheDC,0,0,SRCCOPY);

       此时OnPaint函数中的内容就如同下面这样

void CChildView::OnPaint() 
{
	//获取窗口DC指针
	CDC *cDC=this->GetDC();
	//获取窗口大小
	GetClientRect(&m_client);
	//创建缓冲DC
	m_cacheDC.CreateCompatibleDC(NULL);
	m_cacheCBitmap.CreateCompatibleBitmap(cDC,m_client.Width(),m_client.Height());
	m_cacheDC.SelectObject(&m_cacheCBitmap);
	
	//————————————————————开始绘制——————————————————————
	//贴背景,现在贴图就是贴在缓冲DC：m_cache中了
	m_bg.Draw(m_cacheDC,m_client);
	//贴英雄
	MyHero.hero.Draw(m_cacheDC,MyHero.x,MyHero.y,80,80,MyHero.frame*80,MyHero.direct*80,80,80);
	//最后将缓冲DC内容输出到窗口DC中
	cDC->BitBlt(0,0,m_client.Width(),m_client.Height(),&m_cacheDC,0,0,SRCCOPY);

	//————————————————————绘制结束—————————————————————
	
	//在绘制完图后,使窗口区有效
	ValidateRect(&m_client);
	//释放缓冲DC
	m_cacheDC.DeleteDC();
	//释放对象
	m_cacheCBitmap.DeleteObject();
	//释放窗口DC
	ReleaseDC(cDC);
}

 

三、实现一个真正意义上的动画demo

        雾央在这里实现的是一个骑着白马的少年在场景中闲逛的demo，按下WASD人物会向四个方向移动，移动的过程中动态更换图片。图片使用的是一张大图，然后每次去取其中一小块显示出来，当然大家也可以使用一张张分开好的图。具体的请看代码。

       先来几张截图看看效果，呵呵。

头文件

// ChildView.h : CChildView 类的接口
//


#pragma once


// CChildView 窗口

class CChildView : public CWnd
{
// 构造
public:
	CChildView();

// 特性
public:
	struct shero
	{
		CImage hero;     //保存英雄的图像
		int x;             //保存英雄的位置
		int y;
		int direct;        //英雄的方向
		int frame;         //运动到第几张图片
	}MyHero;

	CRect m_client;    //保存客户区大小
	CImage m_bg;      //背景图片

	CDC m_cacheDC;   //缓冲DC
	CBitmap m_cacheCBitmap;//缓冲位图
// 操作
public:

// 重写
	protected:
	virtual BOOL PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs);

// 实现
public:
	virtual ~CChildView();

	// 生成的消息映射函数
protected:
	afx_msg void OnPaint();
	DECLARE_MESSAGE_MAP()
public:
	afx_msg void OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags);
	afx_msg void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);
	afx_msg void OnTimer(UINT_PTR nIDEvent);
	afx_msg int OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct);
};

CPP文件

// ChildView.cpp : CChildView 类的实现
//

#include "stdafx.h"
#include "GameMFC.h"
#include "ChildView.h"

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif

//定时器的名称用宏比较清楚
#define TIMER_PAINT 1
#define TIMER_HEROMOVE 2
//四个方向
#define DOWN 0
#define LEFT 1
#define RIGHT 2
#define UP 3

// CChildView

CChildView::CChildView()
{
}

CChildView::~CChildView()
{
}


BEGIN_MESSAGE_MAP(CChildView, CWnd)
	ON_WM_PAINT()
	ON_WM_KEYDOWN()
	ON_WM_LBUTTONDOWN()
	ON_WM_TIMER()
	ON_WM_CREATE()
END_MESSAGE_MAP()


//将png贴图透明
void TransparentPNG(CImage *png)
{
	for(int i = 0; i <png->GetWidth(); i++)
	{
		for(int j = 0; j <png->GetHeight(); j++)
		{
			unsigned char* pucColor = reinterpret_cast<unsigned char *>(png->GetPixelAddress(i , j));
			pucColor[0] = pucColor[0] * pucColor[3] / 255;
			pucColor[1] = pucColor[1] * pucColor[3] / 255;
			pucColor[2] = pucColor[2] * pucColor[3] / 255;
		}
	}
}

// CChildView 消息处理程序

BOOL CChildView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) 
{
	if (!CWnd::PreCreateWindow(cs))
		return FALSE;

	cs.dwExStyle |= WS_EX_CLIENTEDGE;
	cs.style &= ~WS_BORDER;
	cs.lpszClass = AfxRegisterWndClass(CS_HREDRAW|CS_VREDRAW|CS_DBLCLKS, 
		::LoadCursor(NULL, IDC_ARROW), reinterpret_cast<HBRUSH>(COLOR_WINDOW+1), NULL);
	
	//-----------------------------------游戏数据初始化部分-------------------------
	
	//加载背景
	m_bg.Load("bg.png");
	//加载英雄图片
	MyHero.hero.Load("heroMove.png");
	TransparentPNG(&MyHero.hero);
	//初始化英雄状态
	MyHero.direct=UP;
	MyHero.frame=0;
	//设置英雄初始位置
	MyHero.x=100;    
	MyHero.y=400;
	
	return TRUE;
}

void CChildView::OnPaint() 
{
	//获取窗口DC指针
	CDC *cDC=this->GetDC();
	//获取窗口大小
	GetClientRect(&m_client);
	//创建缓冲DC
	m_cacheDC.CreateCompatibleDC(NULL);
	m_cacheCBitmap.CreateCompatibleBitmap(cDC,m_client.Width(),m_client.Height());
	m_cacheDC.SelectObject(&m_cacheCBitmap);
	
	//————————————————————开始绘制——————————————————————
	//贴背景,现在贴图就是贴在缓冲DC：m_cache中了
	m_bg.Draw(m_cacheDC,m_client);
	//贴英雄
	MyHero.hero.Draw(m_cacheDC,MyHero.x,MyHero.y,80,80,MyHero.frame*80,MyHero.direct*80,80,80);
	//最后将缓冲DC内容输出到窗口DC中
	cDC->BitBlt(0,0,m_client.Width(),m_client.Height(),&m_cacheDC,0,0,SRCCOPY);

	//————————————————————绘制结束—————————————————————
	
	//在绘制完图后,使窗口区有效
	ValidateRect(&m_client);
	//释放缓冲DC
	m_cacheDC.DeleteDC();
	//释放对象
	m_cacheCBitmap.DeleteObject();
	//释放窗口DC
	ReleaseDC(cDC);
}

//按键响应函数
void CChildView::OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags)
{
	//nChar表示按下的键值
	switch(nChar)
	{
	case 'd':         //游戏中按下的键当然应该不区分大小写了
	case 'D':
		MyHero.direct=RIGHT;
		MyHero.x+=5;
		break;
	case 'a':
	case 'A':
		MyHero.direct=LEFT;
		MyHero.x-=5;
		break;
	case 'w':
	case 'W':
		MyHero.direct=UP;
		MyHero.y-=5;
		break;
	case 's':
	case 'S':
		MyHero.direct=DOWN;
		MyHero.y+=5;
		break;
	}
}

//鼠标左键单击响应函数
void CChildView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
	char bufPos[50];
	sprintf(bufPos,"你单击了点X:%d,Y:%d",point.x,point.y);
	AfxMessageBox(bufPos);
}

//定时器响应函数
void CChildView::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent)
{
	
	switch(nIDEvent)
	{
	case TIMER_PAINT:OnPaint();break;  //若是重绘定时器，就执行OnPaint函数
	case TIMER_HEROMOVE:               //控制人物移动的定时器
		{
			MyHero.frame++;              //每次到了间隔时间就将图片换为下一帧
			if(MyHero.frame==4)          //到最后了再重头开始
				MyHero.frame=0;
		}
		break;
	}
}


int CChildView::OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct)
{
	if (CWnd::OnCreate(lpCreateStruct) == -1)
		return -1;

	// TODO:  在此添加您专用的创建代码

	//创建一个10毫秒产生一次消息的定时器
	SetTimer(TIMER_PAINT,10,NULL);
	//创建人物行走动画定时器
	SetTimer(TIMER_HEROMOVE,100,NULL);
	return 0;
}

       对于代码中一些地方，可能有一些同学有疑惑，雾央在这里作一下解释。

       首先是人物的移动动画，雾央使用了下面这张图作为素材

          

       这张图片是320x320,也就是说每个人物大小是80x80，第一行是人物向下移动，第二行是向左，第三行是向右，第四行是向下。

       我们在人物结构体中使用了一个变量direct记录人物的方向，并且宏定义了四个方向分别为0,1,2,3

       比如当前人物移动方向是右，即RIGHT，也就是2，那么我们就应该截取这张图片的第三行画出来，第三行y的起始坐标就是80*2，也就是80*direct

       我们还使用了一个变量frame记录当前方向上的帧数，即在x方向上的起始坐标，比如当前应该显示第二张图片，frame为1，那么就是80*1，即80*frame

       在Draw函数中最后四个参数的含义分别是源图片的x起始坐标，y起始坐标，宽度，高度，即画出源图片的从x，y开始的宽为width，高为height的部分。

现在大家应该清楚了这个过程吧？

         

       下面雾央再举一个例子来帮大家充分的理解这个过程。

       当前玩家按下了D键，人物要向右边行走，那么此时direct=RIGHT，RIGHT被我们宏定义为2

       开始frame=0；那么我们就画出原来图片中80*frame，80*direct开始高为80，宽为80的图片，即下图

                   

         在行走过程中frame++；接下来画的就是下面这个

          

         依次类推，当frame=4的时候，即画到最后一个的时候再从头开始，frame=0

        然后有同学提到在一直按着键的时候刚开始会感觉会停一下，雾央在这里说一下自己的想法。

        关于停一下，这个是由于第一次按下键后，人物移动很小，后来一直按着键，可以认为是以非常高的频率不断按键，人物移动的非常快，这之间一个对比就感觉停了一下，如果你把人物每次按键移动的距离增大很多，比如到50，就会觉得这种感觉小了很多。事实上，这样按键后人物突然增加一段位移是非常不科学的，用在游戏中也是非常不合适的，在后面的讲解中我会讲解一种新的人物移动方式，会很流畅，敬请关注。
       

         如果大家还有疑问，欢迎留言

      由于这一节笔记我觉得对于新手来说可能内容较多，所以我把源代码上传了，大家可以下载回去自己试试，本着分享的精神，当然是0积分下载了。

《MFC游戏开发》笔记六 源代码下载

 

       《MFC游戏开发》笔记六到这里就结束了，更多精彩请关注下一篇。如果您觉得文章对您有帮助的话，请留下您的评论，点个赞，能看到你们的留言是我最高兴的事情，因为这让我知道我正在帮助曾和我一样迷茫的少年，你们的支持就是我继续写下去的动力，愿我们一起学习，共同努力，复兴国产游戏。

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