SDL游戏编程门篇.doc

使用SDL打造游戏世界之入门篇/edu/vc/2005/12/y057433.html简介Simple DirectMedia Layer, 简称SDL，是一个自由的跨平台的多媒体开发包，主要通过OpenGL和2D视频帧缓冲(framebuffer)提供对音频、键盘、鼠标、游戏操纵杆(joystick)和3D硬件的底层访问。它被广泛的应用于MPEG回放软件、模拟器和多个著名游戏中，如获得大奖的文明：权倾天下(Civilization: Call To Power)的Linux移植版本。它的官方站点是：/ ，还有一个非常个性的LOGO(图1)。在Win32编程中，如果要操纵2D图像，可以选择使用GDI或者DirectDraw，前者速度较慢，而后者是特定针对Microsoft平台的，在非Win32平台上移植会带来很大的麻烦。这时，你可以选择使用SDL。SDL支持多种平台：Linux、Windows, BeOS, MacOS Classic, MacOS X, FreeBSD, OpenBSD, BSD/OS, Solaris, IRIX和QNX，同时也部分支持部分其他平台：Windows CE, AmigaOS, Dreamcast, Atari, NetBSD, AIX, OSF/Tru64, RISC OS和SymbianOS。当然SDL本身是针对2D图像编程的，如果使用到3D编程，那么需要将SDL和OpenGL结合使用。SDL是用C编写的，但是也支持C+，同时其他多种语言，下面给出了其他语言的SDL的开发包的相关信息：Ada AdaSDL - /projects/adasdl/ C# SDL.Net - / Eiffel ewg - / Erlang ESDL - /cslab/dgud/esdl/ Euphoria SDL_Wrap - /sdl_wrap.zip Guile guile-sdl - /projects/guile-sdl/ Java JSDL - / sdljava - Lisp CL-SDL - / SDL for Corman Common Lisp - /lisp_sdl.php3 Lua luaSDL - /wiki/LuaModuleLuaSdl ML SDLML - http:/www.HardcoreP/Freeware/SDLML.html OCamlSDL - / Objective C SDLOBJC - /projects/sdlobjc/ Pascal SDL4Freepascal - / JEDI-SDL - /Jedi:TEAM_SDL_HOME Perl SDLPerl - PHP PHP SDL module - Pike Natively supported (module SDL) - http:/pike.ida.liu.se/ Pliant Pligame - / Python PyGame - / Ruby Ruby/SDL - http:/www.kmc.kyoto-u.ac.jp/ohai/index.en.html RUDL - 功能视频 设置8bpp或更高的任意色彩深度的视频模式。如果某个模式硬件不支持，可以选择转化为另一模式。 直接写入线性的图像帧缓冲（framebuffer）。 用颜色键值（colorkey）或者alpha混合属性创建用于绘图的表面(surface)。 Surface的blit能自动的转化为目标格式。blit是优化过的，并能使用硬件加速。x86平台上有针对MMX优化过的blit。 硬件加速的blit和fill（填充）操作，如果硬件支持的话。 事件 提供以下事件： o 应用程序的visibility(可视性)发生改变 o 键盘输入 o 鼠标输入 o 用户要求的退出 每种事件都能通过SDL_EventState()关闭或者打开。 事件经由用户指定的过滤函数再被加入到内部的事件队列。 线程安全的事件队列。音频 设置8位和16位的音频，单声道或者立体声，如果格式硬件不支持，可以选择转换。由独立的线程执行音频部分，并提供用户回调（callback）机制。 设计上考虑到了客户定制的软混音器，但实际上在例程中就包含了一个完整的音频/音乐输出库。CD音频 完整的CD音频控制API 线程 简单的线程创建API 用于同步的简单的二进制信号量（semaphores） 定时器 读取已流逝的毫秒数。 等待指定的毫秒数。 设置一个10毫秒精度的周期性定时器。字节序无关 侦测当前系统的字节序 快速转换数据的函数 读写指定字节序的数据 下载SDL的官方下载地址为/download-1.2.php, 最新版本为1.2.8，分为运行库Runtime Library和开发库Development Library，使用SDL开发需要下载的是后者。由于SDL支持多平台和多个开发工具如VC6、Visual Studio.NET 2003、Dev-C+等等，所以可以根据需要选择合适自己的平台版本。由于笔者采用VC6给朋友们讲解SDL的使用，因此文章中只介绍了VC6下的安装方式，并使用了一个小例子做说明。如果您使用其他的平台和工具，请在官方网站上查找相应的说明并按照要求去安装使用。VC6下SDL的安装和初步使用首先，我们为所有的工程创建一个文件夹tutorial,将下载的开发库SDL-devel-1.2.8-VC6.zip拷贝到tutorial下并解压，并保证如下的文件夹层次（图2）如下：下面我们打开Visual Studio6.0，开发一个非常简单的小例子。选择File-New,新建一个工程，选择Win32 Application,将工程gp保存为tutorial目录下，如图3所示。在图4中，保持默认设置，点击Finish。为了使用SDL，我们需要进行相关的设置，选择Project-Settings.，选择C/C+属性页，在Category中选择Code Generation，在Use run-time library中选择Debug Multithreaded DLL，如图5所示。在Category中选择Preprocessor，在Additional include directories的文本框中填上.SDL-1.2.8include，如图6所示。选择Link属性页，在Object/library modules文本框的首部增加SDLmain.lib和sdl.lib，如图7所示。仍然是Link属性页，选择Category中的Input，在Additional library path文本框中填写.SDL-1.2.8lib，如图8所示。这样我们就完成了编程前的设置工作，不过这是针对Debug版本的，如果要设置Release版本，需要选择Build-Set Active Configuration,选择Release，然后再次如上配置一次。下面我们正式开始编程，将E:tutorialSDL-1.2.8libSDL.dll拷贝到gp文件夹下，然后给gp工程增加一个C+文件main.cpp。如图9所示。将以下代码拷贝到main.cpp并保存。Copy code#include #if defined(_MSC_VER)#include SDL.h#else#include SDL/SDL.h#endifSDL_Surface *screen;void render() / 独占资源，将surface 锁定if (SDL_MUSTLOCK(screen) if (SDL_LockSurface(screen) 0) return;/ 获取当前时间，以毫秒计时int tick = SDL_GetTicks();/ 声明变量int i, j, yofs, ofs;/ 对窗口进行绘制yofs = 0;for (i = 0; i 480; i+)for (j = 0, ofs = yofs; j pixels)ofs = i * i + j * j + tick;yofs += screen-pitch / 4;/ 解除锁定if (SDL_MUSTLOCK(screen) SDL_UnlockSurface(screen);/ 使用SDL对窗口进行更新SDL_UpdateRect(screen, 0, 0, 640, 480); / Entry pointint main(int argc, char *argv)/ 初始化SDL子系统，这里只对视频进行初始化if ( SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) 0 ) fprintf(stderr, Unable to init SDL: %sn, SDL_GetError();exit(1);/ 注册SDL_Quit，当退出时调用，使得退出时程序自动清理atexit(SDL_Quit);/ 使用32位象素创建640x480的窗口screen = SDL_SetVideoMode(640, 480, 32, SDL_SWSURFACE);/ 若失败，则退出if ( screen = NULL ) fprintf(stderr, Unable to set 640x480 video: %sn, SDL_GetError();exit(1);/ 主循环while (1)/ Render stuffrender();/ SDL中的事件轮询机制SDL_Event event;while (SDL_PollEvent(&event) /对消息进行处理switch (event.type) / 如果按下某键的消息响应case SDL_KEYDOWN: break;/如果某键按下后弹起的消息响应case SDL_KEYUP:/若按下ESC键，则退出if (event.key.keysym.sym = SDLK_ESCAPE)return 0;break;/退出消息响应case SDL_QUIT:return(0);return 0;对工程gp进行编译，可以看看动态水波纹的效果了:) 如图10所示。如果你能够看到图10中的美丽动态窗口，那么恭喜你，你可以开始漫游SDL的精彩世界了。下面我们将正式开始我们的SDL之旅。简单的象素绘制下文从使用SDL的编程函数开始，介绍了如何使用SDL在屏幕上进行象素绘制的基本知识，并给出了一个简单的例子。如果要在VC中用SDL库，必须在源文件头部包含以下头文件：#include “SDL.h” 初始化SDL是通过SDL_Init()函数来实现的。如果初始化失败，函数返回值为0。函数只接受初始化对象作为参数。如果要初始化视频屏幕，传入常数SDL_INIT_VIDEO作为参数；初始化音频，传入常数SDL_INIT_AUDIO；如果同时初始化视频和音频，传入SDL_INIT_VIDEO|SDL_INIT_AUDIO。其它还有一些量可以传入作为参数的（如果同时传入多个量要使用|将它们隔开）：SDL_INIT_TIMERSDL_INIT_AUDIOSDL_INIT_VIDEOSDL_INIT_CDROMSDL_INIT_JOYSTICKSDL_INIT_NOPARACHUATESDL_INIT_EVENTTHREADSDL_INIT_EVERYTHING如果我们要初始化，可以使用如下语句：if ( SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO) format, R, G, B); switch (screen-format-BytesPerPixel) case 1: / Assuming 8-bpp Uint8 *bufp; bufp = (Uint8 *)screen-pixels + y*screen-pitch + x; *bufp = color; break; case 2: / Probably 15-bpp or 16-bpp Uint16 *bufp; bufp = (Uint16 *)screen-pixels + y*screen-pitch/2 + x; *bufp = color; break; case 3: / Slow 24-bpp mode, usually not used Uint8 *bufp; bufp = (Uint8 *)screen-pixels + y*screen-pitch + x * 3; if(SDL_BYTEORDER = SDL_LIL_ENDIAN) bufp0 = color;bufp1 = color 8; bufp2 = color 16; else bufp2 = color; bufp1 = color 8; bufp0 = color 16; break; case 4: / Probably 32-bpp Uint32 *bufp; bufp = (Uint32 *)screen-pixels + y*screen-pitch/4 + x; *bufp = color; break; 通过这个函数，可以传递给surface要绘制的点的(x,y)坐标和RGB值。同时，由于绘制的屏幕不能同时接受两个函数的同时操作，我们需要其他两个辅助函数，用于在绘制前对屏幕进行锁定，以及在绘制完成之后解除锁定。这两个工作一般由SDL_MUSTLOK(SDL_Surface *screen)和SDL_UnlockSurface(SDL_Surface *screen)完成。使用如下两个自定义的函数会更加简单：void Slock(SDL_Surface *screen)if ( SDL_MUSTLOCK(screen) )if ( SDL_LockSurface(screen) 0 )return;void Sulock(SDL_Surface *screen)if ( SDL_MUSTLOCK(screen) )SDL_UnlockSurface(screen);这样，我们可以得到一个简单的主程序框架如下：#include #include #include SDL.h/ The functions are not shown to save space void DrawPixel(SDL_Surface *screen, int x, int y, Uint8 R, Uint8 G, Uint8 B); void Slock(SDL_Surface *screen); void Sulock(SDL_Surface *screen); int main(int argc, char *argv) if ( SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO|SDL_INIT_VIDEO) 0 ) printf(Unable to init SDL: %sn, SDL_GetError(); exit(1); atexit(SDL_Quit); SDL_Surface *screen; screen=SDL_SetVideoMode(640,480,32,SDL_HWSURFACE|SDL_DOUBLEBUF); if ( screen = NULL ) printf(Unable to set 640x480 video: %sn, SDL_GetError(); exit(1); / DRAWING GOES HERE return 0; 如果对该程序进行编译运行，那么只能得到一闪而过的一个黑色的窗口。我们需要对窗口进行绘制，并且对基本的键盘鼠标事件进行处理。绘制的基本原理是，先在缓冲区绘制，再一次性将缓冲区绘制到屏幕上。这样比起一次一个象素点在屏幕上绘图的方式效率更高，速度更快，也不易出错。首先使用循环在screen所指向的surface(缓冲区)上绘制，然后调用SDL_Flip函数将screen surface绘制到真实电脑屏幕上。SDL_Flip函数的作用是：在支持双缓冲(double-buffering)的硬件上，建立flip并返回。硬件将等待vertical retrace,然后在下一个视频surface blit或者执行锁定返回前交换视频缓冲区。如果硬件不支持双缓冲，那么等同于调用SDL_UpdateRect(screen, 0, 0, 0, 0)，即对整个screen的绘制区域进行刷新。void DrawScene(SDL_Surface *screen) Slock(screen); for(int x=0;x640;x+) for(int y=0;y480;y+) DrawPixel(screen, x,y,y/2,y/2,x/3); Sulock(screen); SDL_Flip(screen); 在SDL中对采用结构SDL_Event来描述事件，并采用轮询的机制对事件进行处理，程序中使用一个SDL_Event的实例(Instance)来检查事件的发生：SDL_Event event;轮询采用while循环来检查：while ( SDL_PollEvent(&event)if ( event.type = SDL_QUIT) /code here.if ( event.type = SDL_KEYDOWN) /code here./. 事件轮询完毕之后，调用DrawScene(sreen)进行一次绘制。本例中的源代码如下：#include #include #include SDL.hvoid Slock(SDL_Surface *screen)if ( SDL_MUSTLOCK(screen) )if ( SDL_LockSurface(screen) format, R, G, B);switch (screen-format-BytesPerPixel)case 1: / Assuming 8-bppUint8 *bufp;bufp = (Uint8 *)screen-pixels + y*screen-pitch + x;*bufp = color;break;case 2: / Probably 15-bpp or 16-bppUint16 *bufp;bufp = (Uint16 *)screen-pixels + y*screen-pitch/2 + x;*bufp = color;break;case 3: / Slow 24-bpp mode, usually not usedUint8 *bufp;bufp = (Uint8 *)screen-pixels + y*screen-pitch + x * 3;if(SDL_BYTEORDER = SDL_LIL_ENDIAN)bufp0 = color;bufp1 = color 8;bufp2 = color 16; else bufp2 = color;bufp1 = color 8;bufp0 = color 16;break;case 4: / Probably 32-bppUint32 *bufp;bufp = (Uint32 *)screen-pixels + y*screen-pitch/4 + x;*bufp = color;break;void DrawScene(SDL_Surface *screen)Slock(screen);for(int x=0;x640;x+)for(int y=0;y480;y+)DrawPixel(screen, x,y,y/2,y/2,x/3);Sulock(screen);SDL_Flip(screen);int main(int argc, char *argv)if ( SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO|SDL_INIT_VIDEO) 0 )printf(Unable to init SDL: %sn, SDL_GetError();exit(1);atexit(SDL_Quit);SDL_Surface *screen;screen=SDL_SetVideoMode(640,480,32,SDL_HWSURFACE|SDL_DOUBLEBUF);if ( screen = NULL )printf(Unable to set 640x480 video: %sn, SDL_GetError();exit(1);int done=0;while(done = 0)SDL_Event event;while ( SDL_PollEvent(&event) )if ( event.type = SDL_QUIT ) done = 1; if ( event.type = SDL_KEYDOWN )if ( event.key.keysym.sym = SDLK_ESCAPE ) done = 1; DrawScene(screen);return 0;程序运行结果如下：打开和显示图片在这个例子里我们将学习如何使用SDL程序中打开和显示图片。示例程序将绘制一个漂亮的背景，上面显示一个正方形图案，并可以使用键盘的方向键移动它。如果比较熟悉“推箱子”这个游戏，可以看出这个程序实际就是推箱子游戏的基础。在程序首部包含以下头文件(stdlib.h供调用atexit()时使用)：#include #include #include “SDL.h” 声明3个SDL_Surface类型的全局变量，同时声明2个整型变量用于记录正方形的坐标：SDL_Surface *back;SDL_Surface *image;SDL_Surface *screen;int xpos = 0, ypos = 0;我们构造一个函数InitImage函数来打开bitmap文件(.bmp)中的图像信息，传递给SDL_Surface显示。InitImage将会被main()函数调用。在InitImage函数中我们使用到了SDL_LoadBMP函数，它把bmp文件的文件名作为参数传入，返回指向存储图像文件信息内存区域的指针。InitImage中我们将背景图片bg.bmp打开并使用back指针进行记录，将正方形图片image.bmp打开并使用image指针记录。int InitImages() back = SDL_LoadBMP(bg.bmp); image = SDL_LoadBMP(image.bmp); return 0; 下面我们介绍将图像绘制到屏幕的两个函数，两个函数都被命名为DrawIMG。第一个DrawIMG函数使用SDL_BlitSurface函数来在屏幕上显示图像。在SDL中SDL_BliSurface的函数原型如下：int SDL_BlitSurface(SDL_Surface *src, SDL_Rect *srcrect, SDL_Surface *dst, SDL_Rect *dstrect); src是需要进行绘制的surface而dst是进行显示的surface。SDL_Rect是一个包含4个16位整型变量的结构：x, y, w(width)和h(height)。srcrect用来描述源surface中需要绘制部分，而dstrect用来描述在目的surface何处进行绘制。如果设置srcrect为NULL，那么源文件中包含的整个图像都会被显示。dstrect中的x和y变量指定了在何处blit SDL_Surface src。对于dstrect来说，w(width)和h(height)这两个变量是被忽略不计的。第一个DrawIMG函数非常简单：void DrawIMG(SDL_Surface *img, int x, int y) SDL_Rect dest; dest.x = x; dest.y = y; SDL_BlitSurface(img, NULL, screen, &dest); 下面我们考虑一个复杂点的情况，如图：如果我们需要将阴影区域传递给srcrect进行绘制，我们就需要使用到srcrect结构里的几个变量了:x,y指定了所要绘制的源区域的起点坐标，而w和h分别指定了源区域的宽度和高度。如果图中的阴影坐标起点坐标为(20,25)，宽61个象素高70个象素，那么我们可以得到：srcrect中x = 20, y = 25, w = 61, h = 70。第二个DrawIMG定义如下：void DrawIMG(SDL_Surface *img, int x, int y, int w, int h, int x2, int y2) SDL_Rect dest; dest.x = x; dest.y = y; SDL_Rect dest2; dest2.x = x2; dest2.y = y2; dest2.w = w; dest2.h = h; SDL_BlitSurface(img, &dest2, screen, &dest); 绘制背景的函数DrawBG()比较简单:void DrawBG()Slock(screen);DrawIMG(back, 0, 0);Sulock(screen); 绘制正方形图像的函数将会比较复杂，首先我们用背景图案填充当前正方形图像所在区域，如果不这样做的话，正方形图像的移动就会造成背景上留下黑色的方形移动轨迹，如图所示：这里，我们只填充正方形图像移动后的轨迹区域，这样比填充整个区域速度快。由于正方形区域大小是128x128，由于每次正方形只能朝某个方向移动1个象素(pixel),为了彻底消除移动轨迹，我们背景的新填充区域扩大到132x132，这样就可以完全覆盖由于移动造成的轨迹残留。最后使用SDL_Flip对新的图像绘制区域进行更新。函数如下void DrawScene()Slock(scre