Книга: Графика для Windows средствами DirectDraw

Что такое DirectInput?

Что такое DirectInput?

DirectInput представляет собой DirectX API для работы с устройствами ввода — клавиатурой, мышью, джойстиками, рулями, авиационными рукоятками, шлемами виртуальной реальности и даже устройствами с обратной связью. В полном соответствии с идеологией DirectX библиотека DirectInput проектировалась в первую очередь для реализации высокого быстродействия и аппаратной независимости.

Основная задача DirectInput — как можно быстрее обнаружить пользовательский ввод и доставить его приложению. Исключение составляют устройства с обратной связью; для них в DirectInput предусмотрены функции как ввода, так и вывода.

DirectInput поддерживает практически все устройства ввода, подключаемые к PC. Конечно, речь идет лишь о тех устройствах, для которых существуют драйверы DirectInput. Библиотека обеспечивает настолько исчерпывающую поддержку любых устройств ввода, что она (скорее всего) сможет поддерживать и те устройства, которые еще не изобретены.

Я не пытаюсь обсуждать все устройства, поддерживаемые DirectInput, потому что для этого потребовалась бы отдельная книга. Здесь же DirectInput рассматривается как высокопроизводительная альтернатива традиционному механизму Windows для получения данных.

Возможностей DirectInput хватает даже на обнаружение и поддержку аппаратных конфигураций, при которых к одному компьютеру подключается несколько клавиатур и/или мышей. Впрочем, данная тема тоже выходит за рамки этой главы; мы вполне обойдемся основными мышью и клавиатурой.

Наверное, вас интересует, каким образом DirectInput обгоняет традиционные механизмы Windows. DirectInput однозначно приходится выбирать для устройств, не поддерживаемых Win32 API, но зачем использовать его для работы с мышью и клавиатурой?

DirectInput, как и DirectDraw, обходит традиционные механизмы Windows и обеспечивает прямой доступ к устройствам, не утрачивая аппаратной независимости. Поскольку Windows в этой схеме не используется, установленные в системе параметры устройств ввода (например, частота повтора символов для клавиатуры или чувствительность мыши) не влияют на DirectInput.

В зависимости от потребностей вашего приложения DirectInput может использоваться для получения данных двух видов: непосредственных (immediate) и буферизованных (buffered). Непосредственные данные описывают состояние устройства ввода на момент запроса данных, а буферизованные данные используют концепцию очереди для описания изменений в состоянии устройства (например, нажатий клавиш или осевых смещений).

С помощью непосредственных данных можно, например, определить, нажата ли некоторая клавиша в данный момент. Для клавиатуры получение непосредственных данных напоминает применение функции Win32 GetAsyncKeyState(). Непосредственные данные лучше всего работают при частом опросе устройства ввода (как правило, не реже 30 раз в секунду). Редкий опрос может привести к потере данных; если за время нахождения клавиши в нажатом состоянии клавиатура не опрашивалась, то приложение не узнает о наличии ввода.

С другой стороны, буферизованные данные получают весь ввод от устройства и помещают каждое событие в очередь. Ваше приложение может в любой момент просмотреть содержимое очереди. Каждый элемент содержит порядковый номер, по которому можно определить последовательность событий (если только события не произошли одновременно, в этом случае они будут иметь одинаковые порядковые номера). Буферизация данных предотвращает их потерю (это может произойти разве что при переполнении буфера).

Каждая форма получения данных обладает своими достоинствами и недостатками, и только вы можете решить, какая из них лучше подходит для вашего приложения. В некоторых приложениях встречаются обе формы. Например, буферизованные данные применяются для меню и общего управления приложением, а непосредственные данные — в оптимизированном ядре. В этой главе непосредственные данные используются в программе Qwerty, а буферизованные — в программе Smear.

Независимо от конкретной схемы приложение в какой-то момент должно получить данные. Чаще всего это делается путем опроса (polling) устройства через подходящие промежутки времени. Например, приложение может проверять наличие новых данных (непосредственных или буферизованных) при каждом обновлении экрана.

Кроме опроса устройств существует и альтернативный вариант — оповещение (notification). В этом случае программный поток (thread) блокируется и ожидает поступления оповещающего события. С наступлением такого события поток автоматически активизируется. Оповещение позволяет приложению реагировать на изменения в состоянии устройства ввода без расходов процессорного времени, связанных с опросом.

Для однопоточных приложений оповещение используется редко, потому что во время ожидания события поток блокируется и не может ничего делать. Если только вся работа приложения не сводится к получению ввода от пользователя, для оповещения потребуется по крайней мере два потока. В программах этой главы оповещение не используется, однако мы встретимся с ним в главе 7.

Чтобы приложение могло задать нужную степень контроля над устройством, в DirectInput используются уровни кооперации. DirectInput, как и DirectDraw, позволяет установить монопольный (exclusive) и совместный (nonexclusive) режим доступа для каждого устройства. Если приложение DirectInput обладает монопольным доступом к устройству ввода, то никакое другое приложение заведомо не сможет получить монопольного доступа к тому же устройству (хотя сможет получить совместный доступ).

DirectInput также позволяет задать уровень кооперации для активного (foreground) и фонового (background) режимов работы — эти два термина часто приводят к недоразумениям. Активный доступ (foreground access) означает, что приложение работает с устройством только тогда, когда обладает фокусом ввода (по аналогии с тем, как ввод с клавиатуры по умолчанию передается приложению, обладающему фокусом). Фоновый доступ (background access) означает, что приложение может обращаться к устройству независимо от того, обладает ли оно фокусом ввода. Интуитивно кажется, будто активный доступ обладает большими возможностями, но на самом деле это не так. В программах Qwerty и Smear используется совместный активный уровень кооперации.

Устройство, возвращающее информацию об осевых смещениях (например, мышь или джойстик), можно настроить так, чтобы оно возвращало относительные или абсолютные данные. Относительные осевые смещения описывают перемещение по данной оси по отношению к предыдущему положению, а абсолютные — текущую позицию по данной оси.

По умолчанию мышь возвращает относительные данные, а джойстик — абсолютные. В программе Smear для мыши используется установка по умолчанию, однако следует помнить о том, что тип данных можно изменить как для джойстика, так и для мыши.

Приложение DirectDraw в случае необходимости может уступить видеопамять другому приложению и восстановить ее, когда исходное приложение снова получит фокус. В DirectInput приложение тоже может потерять устройство и восстановить контроль над ним перед тем, как продолжить работу. В таких случаях говорят, что приложение захватывает устройство (acquire) или уступает его (unacquire). Для получения данных необходимо захватить устройство. Приложение может уступить устройство по требованию (доступ к устройству передается Windows или другому приложению) или автоматически (например, если DirectInput отбирает право доступа к устройству, чтобы передать его другому приложению).

Некоторые устройства (особенно клавиатуры и мыши) регулярно захватываются и уступаются приложениями. Обычно они уступаются автоматически в тот момент, когда приложение теряет фокус. Когда ваше приложение опять получает фокус, оно должно снова захватить устройство.

Оглавление книги