DirectX Графика в проектах Delphi

       

Интерфейсы



Интерфейсом обозначается набор функций, предоставляемый некоторым предложением. Обычные приложения предоставляют один интерфейс, т. е. весь тот набор функций, который реализован в вашей, к примеру, бухгалтерской программе, является в такой терминологии единым интерфейсом. Если бы ваша бухгалтерская программа могла предоставлять несколько наборов функций, то она имела бы несколько интерфейсов.
Здесь начинающие обычно испытывают затруднение. Вопрос, зачем же DirectX предоставляет несколько интерфейсов, кажется резонным.
Вспомним еще раз проблему контроля версии. Клиент может запрашивать функцию или набор функций, реализованных в различных версиях DirectX, по-разному. Очень важно предоставлять ему эти функции именно в той реализации, как он того ожидает. Например, если в какой-либо предыдущей версии функция реализована с известной ошибкой, то клиент при использовании этой функции может делать поправку на данную ошибку. Тогда, если клиент получит уже скорректированную функцию, такая поправка может только испортить все дело.
DirectX предоставляет несколько интерфейсов, связанных с различными версиями. Клиент запрашивает именно тот интерфейс, который ему известен. Например, клиент создан пару лет назад и просто ничего не знает о новых функциях, появившихся в DirectX с тех пор. Функции, чьи имена не изменились, но реализация в последующих версиях сервера претерпела изменения, должны работать именно так, как они работали во времена создания клиента, и как того ожидает клиент.
Конечно, подобная схема отнюдь не идеальна. Например, если функция в новой версии реализована эффективнее, то "старый" клиент просто не сможет ею воспользоваться, он запустит ее старую версию. Поэтому при установке новой версии DirectX не приходится ожидать, что ранее установленные игры автоматически станут выглядеть иначе. Но все же это одно из самых эффективных решений.
Итак, сервер поддерживает один или несколько интерфейсов, состоящих из методов. Клиенты могут получить доступ к сервисам только через вызовы методов интерфейсов объекта. Иного непосредственного доступа к данным объекта у них нет.
Все СОМ-интерфейсы унаследованы от интерфейса, называемого lunknown, обладающего тремя методами: Querylnterface, AddRef и Release. О них нам надо знать совсем немного, ведь непосредственно к графике они отношения не имеют.
Последний в этом списке метод мы уже вскользь обсуждали - удаление объекта. Часто использование его будем заменять простым освобождением памяти.
Предпоследний метод предназначен для подсчета ссылок на интерфейсы. Клиент явно инициирует начало работы экземпляра СОМ-объекта, а для завершения его работы он вызывает метод _Release. Объект ведет подсчет клиентов, использующих его, и когда количество клиентов становится равным нулю, т. е. когда счетчик ссылок становится нулевым, объект уничтожает себя сам. Новичок может здесь растеряться, поэтому я уточню, что мы всем этим не будем пользоваться часто, и вы можете особо не напрягать внимание, если все это кажется сложным. Просто клиент, получив указатели на интерфейсы объекта, способен передать один из них другому клиенту, без ведома сервера. В такой ситуации ни один из клиентов не может закончить работу объекта с гарантией того, что делает это преждевременно. Пара методов AddRef и _Release дает гарантию того, что объект исчезнет только тогда, когда никто его не использует.
Обычно свой первый указатель на интерфейс объекта клиент приобретает при создании главного объекта. Имея первый указатель, клиент получает указатели на другие интерфейсы объекта, методы которых ему необходимо вызывать, запрашивая у объекта эти указатели с помощью метода Querylnterface.
Перейдем к иллюстрации. В этом проекте мы должны сообщить пользователю, возможно ли применять на данном компьютере DirectX седьмой версии. Это самое простое приложение, использующее DirectDraw, и здесь нет графики, мы только определяемся, возможна ли в принципе дальнейшая работа. У DirectDraw нет интерфейсов восьмой версии, и наше приложение не различит седьмую и последующие версии. Позже мы сможем распознать присутствие именно восьмой версии, а пока что наши приложения пусть довольствуются и предыдущей.
Можете взять готовый проект из каталога Ех04, но будет лучше, если вы повторите все необходимые действия сами.
Создайте новый проект и в его опции Search path запишите путь к каталогу, содержащему заголовочный файл DirectDraw.pas, в моем примере там записано "..\..\DUnits".
В разделе private опишите две переменные:
FDD : IDirectDraw; FDD7 : IDirectDraw7;

Первая из них является главным объектом DirectDraw. Вторая переменная нужна, чтобы проиллюстрировать применение метода Querylnterface. В используемом нами сейчас модуле DirectDraw.pas найдите строки, раскрывающие смысл новых для нас типов:
IDirectDraw = interface; DirectDraw7 = interface;
Ключевое слово interface здесь, конечно, является не началом секции модуля, а типом, соответствующим интерфейсам СОМ-объектов.
Обработчик создания окна приведите к следующему виду:
procedure TForml.FormCreate(Sender: TObject); var
hRet : HRESULT; // Вспомогательная переменная
begin
// Создание главного объекта DirectDraw hRet := DirectDrawCreate (nil, FDD, nil);
if Failed (hRet) // Проверка успешности предыдущего действия
then ShowMessage ('Ошибка при выполнении DirectDrawCreate')
// Поддерживается ли интерфейс 7-й версии DirectX
else hRet := FDD.Querylnterface (IID_IDirectDraw7, FDD7);
if Failed (hRet) // Или один из двух,
// или оба интерфейса не получены
then ShowMessage ('DirectX 7-й версии не доступен')
else ShowMessage ('DirectX 7-й версии доступен');
// Освобождение памяти, занятой объектами if Assigned (FDD7) then FDD7 := nil;
if Assigned (FDD) then FDD := nil;
end;

Уже при подготовке этого, простейшего, примера я прибегнул к некоторым упрощениям, но все равно у каждого новичка здесь появится масса вопросов. Попробую предвосхитить и разрешить их.
Итак, первая строка кода - создание главного объекта, через интерфейсы которого выполняются действия по созданию остальных объектов. Как я говорил, для СОМ-объектов нельзя использовать обычный конструктор.
Переменная DirectDrawCreate описывается в заголовочном файле Direct Draw, pas так:

DirectDrawCreate : function (IpGUID: PGUID;
out IplpDD: IDirectDraw;
pUnkOuter: lUnknown) : HResult; stdcall;

При инициализации модуля происходит связывание переменной и получение адреса точки входа:

DirectDrawCreate := GetProcAddress(DDrawDLL,'DirectDrawCreate');

Это нам немного знакомо по первому примеру. Здесь происходит динамическая загрузка функции из библиотеки. Ссылка на библиотеку описывается так:



var
DDrawDLL : HMODULE = 0;

Первое действие при инициализации модуля - загрузка библиотеки:

DDrawDLL := LoadLibrary('DDraw.dll');



С помощью утилиты быстрого просмотра можем убедиться, что действительно в списке экспортируемых функций данной библиотеки (обратите внимание, что этот список сравнительно невелик) присутствует имя функции DirectDrawCreate. Напоминаю, что сам файл библиотеки содержится в системном каталоге, как правило, это C:\Windows\System\. Оттуда загружается функция. Но каков смысл ее аргументов и возвращаемой ею величины? Начнем с возвращаемой величины. Из описания ясно, что тип ее - HRESULT, который имеет результат всех функций, связанных с OLE. Обрабатывается результат таких функций для проверки успешности каких-либо действий, как в данном случае, для того, чтобы выяснить, успешно ли выполнена операция получения интерфейса.
Это 32-битное целое значение, описание типа которого вы можете найти
В модуле system. раз: HRESULT = type Longint;

HRESOLT - общий для OLE тип, соответствующий коду ошибки. Каждый сервер по-своему распределяет возможные ошибки и возвращаемый код. Общим является то, что нулевое значение эквивалентно отсутствию ошибки.
Коды ошибок, возвращаемых функциями, связанными с DirectDraw, можно интерпретировать в осмысленную фразу с помощью функции

function DDErrorString (Value: HResult) : string;

Эта функция описана в модуле DirectDraw. pas. Аргументом ее является код ошибки, результатом - строка, раскрывающая смысл произошедшей неудачи. Равенство нулю кода выступает признаком успешно выполненной операции. Анализ успешности операции часто выполняется просто сравнением возвращаемой величины с константой DD_OK, равной нулю.

Примечание
Константа S_OK, равная нулю, также может применяться во всех модулях, использующих OLE, но обычно каждый из них определяет собственную нулевую константу.

В примере для оценки успешности операции я пользуюсь системной функцией, описанной в модуле windows. раз:

function Failed (Status: HRESULT): BOOL;

Функция возвращает значение True, если аргумент отличен от нуля. Есть и обратная ей функция, возвращающая значение True при отсутствии ошибок:



function Succeeded (Status: HRESULT): BOOL;

Теперь вернемся к аргументам функции DirectDrawCreate. Первый из них задает параметры работы приложения, если задавать значение его в nil, то при работе будет применяться текущий видеодрайвер. Если же необходимо строго оговорить, чтобы приложение не использовало все преимущества аппаратного ускорения, то это значение нужно установить так:

PGUID ( DDCREATE_EMULATIONONLY )

Если же требуется оговорить, что создаваемый объект DirectDraw не будет эмулировать особенности, не поддерживаемые аппаратно, надо использовать в качестве этого параметра константу DDCREATE_HARDWAREONLY. Функция DirectDrawCreate тогда "проглотит" аргумент в любом случае, но, в будущем, попытка вызвать методы, требующие неподдерживаемые особенности, приведет к генерации ошибки с кодом DDERRJJNSUPPORTED.
Второй параметр функции - собственно наш объект, который примет данные.
Последним аргументом всегда надо указывать nil. Этот параметр зарезервирован для будущих нужд, чтобы старые приложения смогли в перспективе работать при измененной СОМ-модели.
Так, все, связанное с первым действием, - созданием главного объекта, - разобрали. Функция DirectorawCreate вряд ли когда-либо возвратит ненулевое значение. Это будет соответствовать ситуации серьезного сбоя в работе системы. Однако после каждого действия необходимо проверять успешность его выполнения. Приходится сразу же привыкнуть к тому, что код будет испещрен подобной проверкой, анализом возвращаемого функцией значения. Некоторые действия вполне безболезненно можно выполнять без проверки на неудачу, поскольку ошибки при их выполнении если и возможны, то крайне редки. Ключевые же операции следует обязательно снабжать подобным кодом, поскольку ошибки при их выполнении вполне возможны и даже ожидаемы. Появляются эти исключения не по причине неустойчивого поведения системы или приложения, а закономерно в ответ на изменения окружения работы приложения. Например, пользователь может временно переключиться на другое приложение или поменять параметры рабочего стола по ходу работы вашего приложения. Анализ исключений позволяет вашему приложению отслеживать такие моменты и реагировать на изменившиеся условия работы.
Дальше в коде примера идет следующая строка:



FDD.Querylnterface (IID_IDirectDraw7, FDD7);

Вызываем метод Queryinterface главного объекта для получения нужного нам интерфейса, соответствующего седьмой версии DirectX. Заглянем в описание этого интерфейса. Начало выглядит так:
IDirectDraw7 = interface (lUnknown)
['{15e65ec0-3b9c-lld2-b92f-00609797ea5b}']

Все интерфейсы строятся на базе интерфейса lUnknown, в следующей строке указывается идентификатор конкретного интерфейса, за которой приведено перечисление его методов. Идентификаторы интерфейсов используются при взаимодействии клиента с сервером. Следы наиболее важных идентификаторов мы можем обнаружить в реестре. Например, в заголовочном файле вы можете найти такие строки описания идентификаторов:
const
CLSID_DirectDraw: TGUID = ЧD7B70EEO-4340-11CF-B063-0020AFC2CD35}'; CLSID_DirectDraw7: TGUID = '{3c305196-50db-lld3-9cfe-00c04fd930c5}';

Запустив системную программу редактирования реестра regedit.exe и активизировав поиск любого из этих идентификаторов, вы способны найти соответствующие записи в базе данных (рис. 1.4).



Рис. 1.4. По значению идентификатора интерфейса клиент находит запись о сервере в реестре

Я изрядно упрощаю рассмотрение тонких вопросов, связанных с СОМ-моделью, но для успешного использования DirectX нам таких общих представлений о ней будет вполне достаточно.
Аргументов у метода Queryinterface два: запрашиваемый интерфейс и объект, в который должен помещаться результат.
Дальше в нашей программе идет проверка успешности предыдущего действия, по традиционной схеме. Обратите внимание, что другой признак провала конкретно этой операции заключается в том, что значение FDD? окажется равным nil. СОМ-объекты в этом плане для нас будут такими же, как и обычные объекты в Delphi, признаком связанности объектов является наличие каких-либо данных в них.
Попутно еще одно важное замечание. В начале работы необходимо установить в nil значение всех переменных, соответствующих СОМ-объектам. Только из желания упростить код я не сделал этого в программе, но в последующих примерах будем строго следить за выполнением данного правила. Все подобные мероприятия кажутся необязательными, но невыполнение их только повышает вероятность некорректной работы вашего приложения.
Тот факт, что нам не удастся получить указатель нужного интерфейса, является вполне возможным, например, у пользователя просто не установлен DirectX необходимой нам версии. Клиент запрашивает интерфейс седьмой версии, и получит его именно в таком виде, как он того ожидает, даже если установлен DirectX старшей версии.
После информирования пользователя о том, установлен ли у него DirectX нужной нам версии, работа программы завершается, и память, занятая СОМ-объектами, освобождается. Последнее действие тоже является процедурой, обязательной для всех наших примеров. Если этого не делать, то приложение может при выходе порождать исключения. Другая возможная ситуация: приложение корректно работает при первом запуске, а после его закрытия ни то же самое приложение, ни любое другое, использующее DirectX, корректно работать уже не может. Каждый раз, когда вы встречаетесь с подобной ситуацией, помните, что вина за это целиком лежит на вашем приложении. Такие простые программы, как разбираемая нами сейчас, навряд ли приведут к похожим авариям, но будем привыкать делать все правильно.
Память, занятую объектами, мы освобождаем в порядке, обратном порядку их связывания. Данное правило тоже очень важно соблюдать. Использование функции Assigned вполне можно заменить сравнением значения переменной с nil, в этом плане все выглядит также обычно, как и при работе с самыми заурядными объектами Delphi.
Из всех предопределенных методов интерфейсов метод Queryinterface является самым важным. Но и им мы, в дальнейших примерах, пользоваться не будем.
Рассматриваемый пример может подсказать нам, какие действия надо предпринимать в распространяемых приложениях, чтобы они корректно работали в ситуации отсутствия на пользовательском компьютере нужной нам версии DirectX. Но в остальных примерах инициализацию DirectDraw подобным образом проводить не будем, подразумевая, что нужные интерфейсы присутствуют.
Важное замечание: рассмотренный порядок действий в начале работы приложения является самым надежным для случаев, если приложение может быть запущено на компьютерах, не располагающих DirectX версии 7 и выше. Если в такой ситуации вам надо сообщить пользователю о необходимости установить DirectX нужной версии, то действуйте именно так, как мы рассмотрели выше. Описываемый далее способ, предлагаемый разработчиками, для такой ситуации не совсем хорош, поскольку опирается на принципиально новые функции, отсутствующие в библиотеках ранних версий DirectX. При попытке загрузки отсутствующей функции будет генерироваться исключение. Поэтому ваше приложение может просто не добраться до информирования пользователя.
Для старших версий DirectX разработчики рекомендуют пользоваться функцией
DirectDrawCreateEx : function (IpGUID: PGUID;
out IplpDD: IDirectDraw7; const iid: TGUID; pUnkOuter: lUnknown) : HResult; stdcall;
Главный объект теперь должен быть типа IDirectDraw7, здесь же мы указываем требуемый нами интерфейс. То есть эта функция объединяет два действия, рассмотренные в предыдущем примере.
Очередным примером является проект каталога Ех05. Код немного отягощен включением защищенного режима, но приложение будет корректно работать на компьютере со старой версией DirectX.
Главный объект здесь имеет тип IDirectorawV, а обработчик события OnCreate формы выглядит так:

procedure TForml.FormCreate(Sender: TObject);
var
hRet : HRESULT; // Вспомогательная переменная для анализа результата
begin
FDD := nil; // Это обязательно для повышения надежности работы
try // Включаем защищенный режим
try // ... finally
// Создание главного объекта DirectDraw
hRet := DirectDrawCreateEx (nil, FDD, IDirectDraw7, nil);
if Failed (hRet) // В случае ошибки наверняка сюда не доберемся then ShowMessage ('DirectX 7-й версии не доступен')
else ShowMessage ('DirectX 7-й версии доступен');
finally // В любом случае производим освобождение памяти
if Assigned (FDD) then FDD := nil;
end;
except // В случае ошибки информируем о неудаче
ShowMessage ('DirectX 7-й версии не доступен')
end;
end;

Как видно из комментариев, анализ значения переменной hRet здесь можно и не производить, обращение к функции DirectDrawCreateEx на компьютере с установленным DirectX версии младше седьмой приведет к появлению исключения.
В наших последующих примерах мы, как правило, будем пользоваться именно функцией DirectDrawCreateEx, чтобы иметь доступ ко всем возможностям, предоставляемым последними версиями DirectX. Так рекомендуют разработчики. Защищенный режим в такой ситуации включать не будем, но только в погоне за удобочитаемостью кода.


Содержание раздела