Стэн Трухильо - Графика для Windows средствами DirectDraw
Однако следует заметить, что нам не нужно просматривать все пиксели каждого спрайта. Необходимо проверить лишь пиксели внутри области пересечения.
Область пересечения может содержать непрозрачные пиксели, и это совсем не обязательно означает столкновение. Столкновение происходит лишь в том случае, если есть хотя бы один пиксель экрана, являющийся непрозрачным в обоих спрайтах, как в следующем сценарии. На рис. 9.3 изображены столкнувшиеся спрайты.
Рис. 9.2. Два спрайта, сталкивающиеся на уровне ограничивающих прямоугольников
Рис. 9.3. Два спрайта, сталкивающиеся на уровне пикселей
Наша программа снова должна проверить пиксели каждого спрайта, но на этот раз определить, что столкновение произошло. Как и в сценарии на рис. 9.2, необходимо рассмотреть лишь пиксели области пересечения. Обратите внимание — после обнаружения столкновения не нужно продолжать изучение пикселей. Проверяющая функция может сэкономить время, сообщая о столкновении сразу же после его обнаружения.
На трех рассмотренных рисунках изображены лишь два спрайта, но вряд ли ваше приложение ограничится таким количеством. Нам потребуется решение, которое можно было бы распространить на произвольное количество спрайтов. Однако вместо того, чтобы изобретать алгоритмы сразу для нескольких спрайтов, можно воспользоваться двухспрайтовым решением и поочередно применить его к каждой паре спрайтов нашего приложения.
Как вы вскоре убедитесь, между спрайтом и поверхностью существуют четкие различия. Спрайт представляет собой уникальный графический объект, входящий в кадр, а поверхность — всего лишь растр, используемый DirectDraw. Следовательно, ничто не мешает вам представить два спрайта одной поверхностью. Более того, это даже полезно для приложений с несколькими похожими объектами. Наш код должен быть написан так, чтобы проверку можно было выполнить для любых двух спрайтов независимо от того, представлены ли они одной поверхностью или разными.
Функции проверки столкновений
Некоторые алгоритмы проверки столкновений требуют, чтобы спрайт был представлен в двух формах: в виде растра, используемого для вывода, и в виде структуры данных, специально предназначенной для проверки. Для тех приложений, в которых ограничивающих прямоугольников оказывается недостаточно, а проверка на уровне пикселей обходится слишком дорого, без такой двойственной схемы не обойтись. Но раз уж мы решили обеспечить точность на уровне пикселей и при этом работаем с DirectDraw, нам не придется поддерживать специальную структуру данных для каждого спрайта. Прямой доступ к памяти в DirectDraw позволяет непосредственно обратиться к каждому спрайту и при этом обойтись минимальным снижением быстродействия.
Итак, как же будет выглядеть код проверки? Начнем с верхнего уровня и будем постепенно продвигаться вниз. Прежде всего нам понадобится цикл, который бы выполнял проверку столкновений для каждой пары спрайтов. Возникает искушение написать вложенный цикл следующего вида:
for (int i=0;i<nsprites;i++) for (int j=0;j>nsprites;j++) if (SpritesCollide(sprite[i], sprite[j])) {
sprite[i]->Hit(sprite[j]);
sprite[j]->Hit(sprite[i]);
}
Однако приведенный фрагмент обладает двумя недостатками. Во-первых, каждая пара спрайтов проверяется дважды, потому что и внешний, и внутренний циклы перебирают все элементы массива спрайтов. Это вызывает напрасную трату времени и может стать источником ошибок, потому что о каждом столкновении будет сообщено дважды. Во-вторых, мы проверяем каждый спрайт, чтобы узнать, не столкнулся ли он с самим собой — полученную информацию вряд ли можно назвать полезной. Чтобы избавиться от этих проблем, следует изменить цикл:
for (int i=0;i<nsprites;i++) for (int j=i+1;j>nsprites;j++) if (SpritesCollide(sprite[i], sprite[j])) {
sprite[i]->Hit(sprite[j]);
sprite[j]->Hit(sprite[i]);
}
Этот фрагмент гарантирует, что каждая пара спрайтов будет передаваться функции SpritesCollide() ровно один раз, и спрайты не будут проверяться на столкновения с собой.
Теперь давайте рассмотрим функцию SpritesCollide(). Как видно из кода, аргументами этой функции являются два спрайта. Функция SpritesCollide() возвращает TRUE, если спрайты сталкиваются, и FALSE в противном случае.
Реализация функции SpritesCollide() будет начинаться с проверки столкновений на уровне ограничивающих прямоугольников. Если результат окажется положительным (то есть ограничивающие прямоугольники пересекаются), следует перейти к проверке на уровне пикселей; в противном случае функция возвращает FALSE.
BOOL SpritesCollide(Sprite* sprite1, Sprite* sprite2) {
ASSERT(sprite1 && sprite2);
if (SpritesCollideRect(sprite1, sprite2)) if (SpritesCollidePixel(sprite1, sprite2)) return TRUE;
return FALSE;
}
Обратите внимание на то, что функция SpritesCollide() должна получать два аргумента — два указателя на объекты Sprite (класс Sprite рассматривается ниже). Сначала функция проверяет, что оба указателя отличны от нуля, с помощью макроса ASSERT().
СОВЕТASSERT() в DirectDraw
Хотя в библиотеку MFC входит макрос ASSERT(), он плохо подходит для полноэкранных приложений DirectDraw. В приложении А описана нестандартная версия ASSERT(), использованная в программах этой книги.
Затем функция SpritesCollide() проверяет, пересекаются ли ограничивающие прямоугольники двух спрайтов. Эта проверка выполняется функцией SpritesCollideRect(), которая, как и SpritesCollide(), получает два указателя на объекты Sprite и возвращает логическое значение. Если прямоугольники не пересекаются (то есть SpritesCollideRect() возвращает FALSE), дальнейшая проверка не нужна, и функция возвращает FALSE — это означает, что два спрайта не сталкиваются.
Если ограничивающие прямоугольники пересекаются, необходимо продолжить проверку. Мы вызываем функцию SpritesCollidePixel() и также передаем ей два указателя на объекты Sprite. Если эта проверка окажется неудачной, SpritesCollide() возвращает FALSE; в противном случае она возвращает TRUE, что говорит о столкновении спрайтов.
Перед тем как рассматривать процедуру проверки на уровне пикселей, давайте рассмотрим функцию SpritesCollideRect(), в которой проверяется пересечение ограничивающих прямоугольников:
BOOL SpritesCollideRect(Sprite* sprite1, Sprite* sprite2) {
CRect rect1 = sprite1->GetRect();
CRect rect2 = sprite2->GetRect();
CRect r = rect1 & rect2;
// Если все поля равны нулю, прямоугольники не пересекаются
return !(r.left==0 && r.top==0 && r.right==0 && r.bottom==0);
}
Пересечение ограничивающих прямоугольников проверяется в функции SpritesCollideRect() с помощью класса MFC CRect. Сначала для каждого спрайта вызывается функция Sprite::GetRect(). Она возвращает объект CRect, определяющий текущее положение и размеры каждого спрайта. Затем третий объект CRect инициализируется оператором пересечения класса CRect (& ), который вычисляет область пересечения двух своих операндов. Если пересечения не существует (два прямоугольника не перекрываются), все четыре поля CRect обнуляются. Этот признак используется для возврата TRUE в случае пересечения прямоугольников, и FALSE — в противном случае.
Функция SpritesCollidePixel() работает на уровне пикселей и потому выглядит значительно сложнее, чем ее аналог для ограничивающих прямоугольников. Функция SpritesCollidePixel() приведена в листинге 9.1.
Листинг 9.1. Функция SpritesCollidePixel()
BOOL SpritesCollidePixel(Sprite* sprite1, Sprite* sprite2) {
CRect rect1=sprite1->GetRect();
CRect rect2=sprite2->GetRect();
CRect irect = rect1 & rect2;
ASSERT(!(irect.left==0 && irect.top==0 && irect.right==0 && irect.bottom==0));
CRect r1target = rect1 & irect;
r1target.OffsetRect(-rect1.left, -rect1.top);
r1target.right--;
r1target.bottom--;
CRect r2target = rect2 & irect;
r2target.OffsetRect(-rect2.left, -rect2.top);
r2target.right--;
r2target.bottom--;
int width=irect.Width();
int height=irect.Height();
DDSURFACEDESC desc1, desc2;
ZeroMemory(&desc1, sizeof(desc1));
ZeroMemory(&desc2, sizeof(desc2));
desc1.dwSize = sizeof(desc1);
desc2.dwSize = sizeof(desc2);
BYTE* surfptr1; // Указывает на начало памяти поверхности
BYTE* surfptr2;
BYTE* pixel1; // Указывает на конкретные пиксели
BYTE* pixel2; // в памяти поверхности
BOOL ret=FALSE;
LPDIRECTDRAWSURFACE surf1=sprite1->GetSurf();
LPDIRECTDRAWSURFACE surf2=sprite2->GetSurf();
if (surf1==surf2) {
surf1->Lock(0, &desc1, DDLOCK_WAIT, 0);
surfptr1=(BYTE*)desc1.lpSurface;
