[引擎笔记]之十四：后备缓冲(Back Buffer)

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  1. 1. 1.后备缓冲
  2. 2. 2.创建后备缓冲
  3. 3. 3.切换链
    1. 3.1. 1.页面切换
    2. 3.2. 2.示例代码
      1. 3.2.1. 初始化代码
      2. 3.2.2. 释放资源代码
      3. 3.2.3. 每帧调用代码
  4. 4. 4.其他

关键字：创建后备缓冲 页面切换

1.后备缓冲

在双缓冲技术中，分配了一块缓冲区作为一个double_buffer，绘制的时候，先在doublue_buffer中完全绘制完成，然后再将内存块拷贝到主表面的内存区。
后备缓冲(back buffer)是指创建一个和主表面有着相同尺寸和色深的表面(direct draw surface)，来实现双缓冲。
如果显存足够，后备缓冲区也将分配到VRAM，这样和主表面进行内存拷贝的速度会快得多。

2.创建后备缓冲

在DX中，后备缓冲是和主表面相关联的。
创建后备缓冲的步骤是：
1.ddsd.dwFlags追加DDSD_BACKBUFFERCOUNT(表示设置后备缓冲数量backCount字段有效)
2.ddsd.ddsCaps.dwCaps字段追加 DDSCAPS_COMPLEX | DDSCAPS_FLIP (表示要创建复杂表面，并且会切换表面)
3.创建完成主表面后，调用 lpddsprimary->GetAttachedSurface获取到和主表面关联的后备缓冲表面。
HRESULT GetAttachedSurface()函数原型：

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HRESULT GetAttachedSurface(LPDDSCAPS lpDDSCaps,     // DDSCAPS2表达显示面属性的结构,需要设置为DDSCAPS_BACKBUFFER
LPDIRECTDRAWSURFACE FAR *lplpDDAttackedSurface);    // 接收后备缓冲显示表面的指针

4.要对后备缓冲进行修改，需要对后备缓冲显示表面进行加锁和解锁

创建后备缓冲界面的示例代码：

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	LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpddsprimary = NULL;
	LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpddsback = NULL;

	DDSURFACEDESC2 ddsd;
	DDRAW_INIT_STRUCT(ddsd);

	ddsd.dwFlags = DDSD_CAPS | DDSD_BACKBUFFERCOUNT;
	ddsd.dwBackBufferCount = 1;

	ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_PRIMARYSURFACE | DDSCAPS_COMPLEX | DDSCAPS_FLIP;

	if(FAILED(lpdd->CreateSurface(&ddsd,&lpddsprimary,NULL)))
	{ 
		return 0;
	}

	// 方法一：使用ddsd的ddsCaps字段
//	ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_BACKBUFFER;
//	if (FAILED(lpddsprimary->GetAttachedSurface(&ddsd.ddsCaps, &lpddsback)))
//	{
//		return 0;
//	}

	// 方法二：使用一个新的DDSCAPS结构
	DDSCAPS2 ddsCaps;
	ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_BACKBUFFER;
	if (FAILED(lpddsprimary->GetAttachedSurface(&ddsCaps, &lpddsback)))
	{
		return 0;
	}

	return 1;

3.切换链

和主表面相关联可以有多个备用表面，它们一起组成一个切换链。

1.页面切换

当创建了拥有后备缓冲表面的复杂表面之后，可以进行页面的切换,以实现双缓冲技术。
调用IDIRECTDRAWSURFACE7::FLIP()方法进行显示表面的切换。

标准的双缓冲页面切换的步骤是：

  1. 清除后备缓冲
  2. 将场景渲染到后备缓冲
  3. 用后备缓冲表面切换掉主表面
  4. 锁定在某个帧率
  5. 重复步骤 1

IDIRECTDRAWSURFACE7::FLIP()如果调用成功，将返回DD_OK,否则返回错误代码。
函数原型:

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HRESULT Flip(LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpDDSurfaceTargetOverride,    // 高级参数。用来覆盖切换链，实现切换到另外一个表面，而不是切换到同主表面相关联的后备缓冲。设置为NULL
            DWORD dwFlags);                                     // 控制标记

Flip控制标记
垂直逆程值(默认为1) 描述(默认1次垂直逆程后切换)
DDFLIP_INTERVAL2 2次垂直逆程（Vertical Retrace）后切换
DDFLIP_INTERVAL3 3次垂直逆程（Vertical Retrace）后切换
DDFLIP_INTERVAL4 4次垂直逆程（Vertical Retrace）后切换

仅仅当DDCAPS结构中设置了DDCAPS2_FLIPINTERVAL设置了才起作用

值 描述
DDFLIP_NOVSYNC DirectDraw执行物理切换时，尽量靠近下一条扫描线
DDFLIP_WAIT 强迫硬件不出现问题时立即返回，而是等待知道页面切换能够进行位置

一般使用DDFLIP_WAIT

注意1：最后都是调用主显示表面的Flip()方法。因为主表面是 parent ，后备缓冲表面都是child,是挂在parent下的。
注意2：绘制后备表面的时候，也需要对表面进行加锁，使用完成之后解锁释放

2.示例代码
初始化代码
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// 全局变量
LPDIRECTDRAW7 lpdd=NULL;
LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpddsprimary = NULL;		// 主显示表面(主表面)
LPDIRECTDRAWSURFACE7 lpddsback = NULL;			// 后备表面(主表面的子表面)
DDSURFACEDESC2 ddsd;
LPDIRECTDRAWPALETTE lpddpal;
PALETTEENTRY palette[256];

// ... 其他

int Game_Init(void *params , int num_parms )
{
	if (FAILED(DirectDrawCreateEx(NULL, (void **)&lpdd, IID_IDirectDraw7, NULL)))
	{
		return 0;
	}


	lpdd->SetCooperativeLevel(main_window_handle, 
		DDSCL_FULLSCREEN|
		DDSCL_ALLOWMODEX|
		DDSCL_EXCLUSIVE | 
		DDSCL_ALLOWREBOOT);

	lpdd->SetDisplayMode(WINDOW_W, WINDOW_H, SCREEN_BPP, 0, 0);

	memset(&ddsd, 0, sizeof(ddsd));
	ddsd.dwSize = sizeof(ddsd);

	ddsd.dwFlags = DDSD_CAPS | DDSD_BACKBUFFERCOUNT;

	ddsd.dwBackBufferCount = 1;
	ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_PRIMARYSURFACE 
						| DDSCAPS_COMPLEX | DDSCAPS_FLIP;	// 后备表面，设置复杂表面和页面切换功能

	lpdd->CreateSurface(&ddsd, &lpddsprimary, NULL);

	// 为主表面附加后备表面
	ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_BACKBUFFER;

	if(FAILED(lpddsprimary->GetAttachedSurface(&ddsd.ddsCaps,&lpddsback)))
	{
		// 如果创建失败....
		return 0;
	}


    // 创建调色板项
	for (int i = 1; i < 255; ++i)
	{
		palette[i].peRed = rand() % 256;
		palette[i].peGreen = rand() % 256;
		palette[i].peBlue = rand() % 256;
		palette[i].peFlags = PC_NOCOLLAPSE;
	}
	palette[0].peRed = 0;
	palette[0].peGreen = 0;
	palette[0].peBlue = 0;
	palette[0].peFlags = PC_NOCOLLAPSE;

	palette[255].peRed = 255;
	palette[255].peGreen = 255;
	palette[255].peBlue = 255;
	palette[255].peFlags = PC_NOCOLLAPSE;

    // 创建调色板
	lpdd->CreatePalette(DDPCAPS_8BIT | DDPCAPS_ALLOW256 | DDPCAPS_INITIALIZE,
		palette, &lpddpal, NULL);

	lpddsprimary->SetPalette(lpddpal);

	return 1;
}
释放资源代码
  • 释放资源:依次释放调色板、后备缓冲、主缓冲、directDraw
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    int Game_Exit(void *params , int num_parms )
    {
    	if(lpddpal)                     
    	{
    		lpddpal->Release();
    		lpddpal = NULL;
    	}
    	if(lpddsback)
    	{
    		lpddsback->Release();
    		lpddsback = NULL;
    	}
    	if (lpddsprimary)
    	{
    		lpddsprimary->Release();
    		lpddsprimary = NULL;
    	}
    	if(lpdd)
    	{
    		lpdd->Release();
    		lpdd = NULL;
    	}
    	return 1;
    }
每帧调用代码
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// 每帧调用
int TestBackBuffer()
{
	DDRAW_INIT_STRUCT(ddsd);
    // 加锁
	if(FAILED(lpddsback->Lock(NULL, &ddsd, DDLOCK_SURFACEMEMORYPTR | DDLOCK_WAIT,NULL)))
	{
		return 0;
	}

	UCHAR *back_buffer = (UCHAR *)ddsd.lpSurface;

	// 1.清空备用缓冲
	if (ddsd.lPitch == WINDOW_W)
	{
		memset(back_buffer, 0, WINDOW_W*WINDOW_H);
	}
	else   // 如果不是正好等于Widnw_w，一行一行清空
	{
		UCHAR* dest_ptr = back_buffer;
		for(int y=0;y<WINDOW_H;++y)
		{
			memset(dest_ptr, 0, WINDOW_W);
			dest_ptr += ddsd.lPitch;
		}
	}

	// 2.将内容绘制到back_buffer
    // 此处绘制了5000个像素点
	for(int i=0;i<5000;++i)
	{
		UCHAR color = rand() % 255;
		int x = rand() % WINDOW_W;
		int y = rand() % WINDOW_H;
		Plot8(x, y, color, back_buffer, ddsd.lPitch);
	}

    // 解锁
	lpddsback->Unlock(NULL);

	// 3.页面切换
	while(FAILED(lpddsprimary->Flip(NULL, DDFLIP_WAIT)))
	{
		Sleep(500);
		return 1;
	}
	return 1;
}

page 221 待续…

4.其他

1.xxxcaps字段

1
DDSCAPS     ddsCaps;       // DDSCAPS structure has all the general capabilities

这里的Caps是capabilities的简写。表示拥有哪些功能。

2.DDSCAPS_COMPLEX

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/*
 * Indicates a complex surface structure is being described.  A
 * complex surface structure results in the creation of more than
 * one surface.  The additional surfaces are attached to the root
 * surface.  The complex structure can only be destroyed by
 * destroying the root.
 */
#define DDSCAPS_COMPLEX                         0x00000008l
`

复杂表面将创建多个surface。附加的表面会附在根表面上。只有根表面销毁的时候，附加表面才会被销毁。

3.DDSCAPS_FLIP

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/*
 * Indicates that this surface is a part of a surface flipping structure.
 * When it is passed to CreateSurface the DDSCAPS_FRONTBUFFER and
 * DDSCAP_BACKBUFFER bits are not set.  They are set by CreateSurface
 * on the resulting creations.  The dwBackBufferCount field in the
 * DDSURFACEDESC structure must be set to at least 1 in order for
 * the CreateSurface call to succeed.  The DDSCAPS_COMPLEX capability
 * must always be set with creating multiple surfaces through CreateSurface.
 */
#define DDSCAPS_FLIP                            0x00000010l

和表面切换有关系。
创建多个表面的时候，必须设置这个标识。
并且，dwBackBufferCount字段必需被设置为大于等于1的数。
(有多个表面才能切换)


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