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游戏开发新手入门之调色板和像素

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文章来源: 天极
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整理日期: 2006-08-09
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简介

　　今天我们将分别使用调色板和RGB模式来熟悉DirectDraw的基本图形。它们有什么不同呢？如果你曾经在DOS下编程，你可能使用过调色板映射模式。调色板是个颜色查询表，为了绘制象素，你将一个单独的字节写入视频内存，通过这个字节你可以索引到一个拥有各种颜色的链表，这个颜色的链表，或查询表就叫作调色板。而RGB模式是不同的，因为它不需要颜色查询表。在RGB模式下绘制一个象素，你可以直接把红色、绿色和蓝色的值写入视频内存。任何色彩深度高于8位的调色板都可以用RGB模式取代。

　　编写本文时，我假设你已经读过了前面几章，知道了怎样设置DirectDraw和创建表面。我们将使用DirectX7，它包含了最新的DirectDraw接口。实际上，DirectX 7 中的DirectDraw接口可能是最后的升级版本了！不用担心，未来的版本一定会兼容它的，但是未来可能是一个DirectDraw和Direct3D综合的产品，管它那，我们学的不会没有用的。

　　在开始前我还有最后一件事要提醒你：在我的后续文章中关于调色板的部分可能再也用不到了，所以，如果你对于调色板模式不是很感兴趣，你可以跳过文章的前一部分，从象素格式开始看起。调色板的开发和使用是PC中使用的原始视频系统的内存限制带来的直接后果。现在由于充足的显存使调色板模式几乎废弃不用了。值得保留调色板模式的一个原因是，执行调色板操作可以实现一些有趣的动画效果。不罗嗦了，让我们开始吧！

　　创建DirectDraw的调色板

　　当你在色彩深度为8位或低于8位的模式下显示图形时，你必须创建调色板，也就是颜色查询表。更明确的讲，对于DirectX，调色板就是PALETTEENTRY结构。要建立一个调色板，我们要做如下三步：

　　 1、创建颜色查询链表。

　　 2、得到指向IDirectDrawPalette接口的指针。

　　 3、把调色板链接到DirectDraw表面。

　　我假设我们使用的是8位色彩深度。如果你要用16位或更高位的色彩深度编写游戏，你就不用继续看以下这段疯狂的Windows素材了。总之，8位色彩深度，我们可以有一个256个条目的调色板。所以，创建颜色查询链表，有256个条目在其中：

typedef struct tagPALETTEENTRY {
　 // pe
　 BYTE peRed;
　 BYTE peGreen;
　 BYTE peBlue;
　 BYTE peFlags;
} PALETTEENTRY;

　　头三个参数很明显，分别是红色、绿色和蓝色的强度。每一个取值范围0－255，BYTE是无符号数据类型。最后一个参数是控制标志，应该设置为PC_NOCOLLAPSE。原因我就不说了。

　　现在，我们需要把256个条目有秩序的排列好，也就是为了一下能找到，我们为链表设置一个数组，象这样：

PALETTEENTRY palette[256];

　　 Ok，我们有了数组了，你可以装载颜色了。当我工作在调色板模式下时，通常把颜色存储在一个外部文件里，然后用一些如下的东东装载颜色：

FILE* file_ptr;
int x;

if ((file_ptr = fopen("palette.dat", "rb")) != NULL)
{
　 fread(palette, sizeof(PALETTEENTRY), 256, file_ptr);
　 fclose(file_ptr);
}

　　 All right，第一步完成了。现在我们需要得到调色板的接口。交给IDirectDraw7::CreatePalette()函数就好了：

HRESULT CreatePalette(
　 DWORD dwFlags,
　 LPPALETTEENTRY lpColorTable,
　 LPDIRECTDRAWPALETTE FAR *lplpDDPalette,
　 IUnknown FAR *pUnkOuter
);

　　返回类型是HRESULT，你知道它的，所以可以用FAILED()和SUCCEEDED()这两个宏检测函数是否调用成功。参数的说明如下：

　　 ※ DWORD dwFlags：描述调色板对象的标志常量。当然，你可以用“|”组合它们：

　　　 · DDPCAPS_1BIT：1位色彩，对应2色调色板。

　　　 · DDPCAPS_2BIT：2位色彩，对应4色调色板。

　　　 · DDPCAPS_4BIT：4位色彩，对应16色调色板。

　　　 · DDPCAPS_8BIT：8为色彩，对应256色调色板。

　　　 · DDPCAPS_8BITENTRIES：指出引用一个8位色彩索引。就是说，每个颜色条目是它本身的到目的表面8位调色板的索引。这叫作被变址的调色板。它必须同DDPCAPS_1BIT、DDPCAPS_2BIT，或者DDPCAPS_4BIT合用。乱套吧！^_^

　　　 · DDPCAPS_ALPHA：每一个PALETTEENTRY的peFlags成员都应该被认为是阿尔发值。用这些标志创建的调色板可以被粘贴在Dierct3D纹理表面，因为DirectDraw本身并不支持阿尔发混合。

　　　 · DDPCAPS_ALLOW256：允许8位调色板的全部256个条目被使用。通常，0指向黑色，255指向白色。

　　　 · DDPCAPS_INITIALIZE：指出应该用PALETTEENTRY的数组初始化调色板。

　　　 · DDPCAPS_PRIMARYSURFACE：调色板将链接到主表面，好快速更改显示颜色。

　　　 · DDPCAPS_VSYNC：一般画圆时用到它。

　　大多数情况，你将使用DDPCAPS_8BIT | DDPCAPS_INITIALIZE，如果你刚好想建立一个空的调色板，稍后再设置它，你可以去掉后者，就是DDPCAPS_INITIALIZE。当然，你还可以使用DDPCAPS_ALLOW256，如果你真的想改变这两个常用的条目。

　　 ※ LPPALETTEENTRY lpColorTable：这个指针指向我们创建的查询表，把数组的名称传递给它就好了。

　　 ※ LPDIRECTDRAWPALETTE FAR *lplpDDPalette：这是指向IDirectDrawPalette接口指针的地址。如果函数调用成功，它将被初始化。

　　 ※ IUnkown FAR *pUnkOuter：同以前一样，这总是为COM高级应用准备的。设置为NULL好了。

　　不是太糟糕吧！现在我们可以建立我们的调色板对象了。最后一步是把调色板链接到一个表面，这只需要一个函数就好了——IDirectDrawSurface7::Setpalette()。它的原形如下：

HRESULT SetPalette(LPDIRECTDRAWPALETTE lpDDPalette);

　　很简单，是不是？你只要把上一步得到的接口指针传递给它就可以了。那好，让我们把学到的综合到一起，下面我给你一个程序框架，我假设我们已经利用调色板的数组建立了一个索引链表，就像我们上一步做的。该框架是建立DirectDraw调色板来控制颜色，并且把它链接到主表面（当然，主表面是我们事先做好的）：

LPDIRECTDRAWPALETTE lpddpal;
// create the palette object
if (FAILED(lpdd7->CreatePalette(DDPCAPS_8BIT | DDPCAPS_INITIALIZE, palette, &lpddpal, NULL)))
{
　 // error-handling code here
}

// attach to primary surface
if (FAILED(lpddsPrimary->SetPalette(lpddpal)))
{
　 // error-handling code here
}

　　就是这么简单。一旦你的调色板建立完成，绘制象素部分同RGB模式就没有什么不同了。从此时开始，我将同时介绍RGB模式和调色板模式，在我们真正的显示图象前，我需要告诉你什么是RGB象素格式。

　　象素格式

　　象我前面说过的，当你把一个调色板模式的象素写入内存时，你同时分配了一个字节，每个字节表示一个到色彩查询表的索引。在RGB模式下，你只需要把颜色描述值写入内存，但每个颜色需要的字节数都要多于一个字节。字节的多少同色彩的深度相关。对于16-bit色彩，你要为每个象素准备两个字节（16位），以此类推，你可以猜到32-bit色彩是怎么回事了，这些都是很容易理解的。32-bit色彩对于一个象素来说，每一位的字符如下：

AAAA AAAA RRRR RRRR GGGG GGGG BBBB BBBB

　　 “A”是代表“alpha”（阿尔发），表示一个透明的值，这是为Direct3D准备的。我以前说过，DirectDraw不支持α混合，所以当你为DirectDraw创建32-bit色彩时，把高位都设置为0好了。下一个8位表示红色强度的值，再下一个8位表示绿色，最后8位表示蓝色。
一个32-bit色彩的象素需要32位，所以我们一般用UINT类型来定义相对应的变量类型，这是一个无符号实数类型。通常我用一个宏来把RGB数据转换成正确的象素格式。让我给你看看它的样子，希望这能更好的帮助你理解象素格式：

#define RGB_32BIT(r, g, b) ((r << 16) | (g << 8) | (b))

　　就象你看到的，这个宏通过位移在相应的位置写入了相应的红、绿、蓝的强度值，并且完全符合正确的象素格式。是不是开始感觉有点儿入门了？要建立一个32-bit的象素，你就可以调用这个宏。红、绿、蓝每一个颜色的强度值都是8位，它们的取值范围都是从0——255。例如建立一个白色的象素，你可以这样：

UINT white_pixel = RGB_32BIT(255, 255, 255);

　　 24-bit色彩基本相同，道理实际上是一样的，只是24-bit没有关于α的描述，也就是少了α那8位。象素格式如下：

RRRR RRRR GGGG GGGG BBBB BBBB

　　所以红色、绿色、蓝色仍然都分别是8位，这就意味着24-bit色彩和32-bit色彩实际上是有相同颜色深度的，只是32-bit多了个α混合。现在，你一定会想，24-bit比32-bit要好，真的是这样吗？否，因为使用24-bit有一些麻烦，事实上没有24-bit的数据类型，在你建立象素时，你不得不分三步写入红、绿、蓝的强度值，而不是象32-bit一次就完成。尽管32-bit色彩需要更多的内存，但在大多数的机器上，它要更快一些。实际上，很多显示卡不支持24-bit色彩模式，因为每一个象素占用3个字节是很不方便的。

　　现在，轮到16-bit色彩了，它有一点儿小麻烦，因为对于16-bit色彩，不是每一种显示卡都使用相同的象素格式！有两种格式。其中一种，也是比较流行的，红色占据5位，绿色占据6位，蓝色占据剩下的5位。另一种格式是分别都占据5位，剩下的一位，也就是高位不使用，一些老的显示卡都使用这种格式。所以这两种格式看起来是这样的：

565 format: RRRR RGGG GGGB BBBB
555 format: 0RRR RRGG GGGB BBBB

　　当你工作在16-bit色彩深度下，你首先需要检测显示卡是支持565格式还是555格式，然后使用适当的方式。这是很讨厌的，但你坚持用16-bit色彩，这是没有办法避免的。由于存在两种格式，你就需要两种宏：

#define RGB_16BIT565(r, g, b) ((r << 11) | (g << 5) | (b))
#define RGB_16BIT555(r, g, b) ((r << 10) | (g << 5) | (b))

　　对于565格式，红色和蓝色的取值范围是0——31，绿色是0——63；对于555格式，取值范围都是0——31，所以当要创建一个白色象素时，就会有所不同：

USHORT white_pixel_565 = RGB_16BIT565(31, 63, 31);
USHORT white_pixel_555 = RGB_15BIT555(31, 31, 31);

　　这个USHORT是无符号短实数类型，对应的变量只有16位。存在两种格式把事情搞得有些复杂，但在实际的游戏编程过程中，你将会感觉到这并没有你想象的那么讨厌。顺便说一下，有些时候555格式被称为15-bit色彩深度，所以在以后如果我这样谈到了它，你一定要心领神会哦！

　　现在或许是告诉你在16-bit色彩深度模式下，怎样检测显示卡到底支持哪种格式的时机了，是555还是565呢？最简单的办法就是调用IDirectDrawSurface7接口下的GetPixelFormat（）函数，它的原形如下：

HRESULT GetPixelFormat(LPDDPIXELFORMAT lpDDPixelFormat);

　　参数是指向DDPIXELFORMAT结构的指针。你只要声明它，初始化它，然后传递它的地址就一切OK了。这个结构的本身是巨大的，所以我就不列举它了，但我得告诉你它的三个成员，都是DWORD类型的，它们是dwRBitMask、dwGBitMask、和dwBBitMask。你可以从dwRBitMask、dwGBitMask和dwBBitMask中获得掩码值（新东东，先不用太明白）。你也可以用它们检测显示卡支持的格式。如果显示卡支持565，dwGBitMask将为0x07E0。如果是555格式，dwGbitMask为0x03E0。

　　现在，我们已经学习了所有我们可能用到的象素格式，可以进入在DirectX下显示图象的实际阶段了。你已经等待了很久了，不是吗？在把象素放到表面上前，我们需要锁定表面，至少是锁定表面的一部分。锁定表面返回一个指向表面在内存里位置的指针，然后，我们就可以为所欲为了。

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