HGE 系列教材（5） --- 输入、声音和渲染

建议读者对应 hge 的官方的例子：tutorial 02 - using input, sound and rendering 来阅读本文

渲染：

在 hge 中，四边形是一种图元，对应了结构体 hgequad，另外还有三角形图元，对应 hgetriple，为了渲染，我们现在需要使用 hgequad 结构体，这个结构体如下：

struct hgequad

{

hgevertex v[4];   // 顶点描述了这个四边形

htexture   tex;   // 纹理的句柄或者为0

int        blend;   // 混合模式（blending mode）

};

hge 中图元对应的结构体总含有这3个部分：顶点，纹理句柄，混合模式

struct hgevertex

    float x, y;   // 屏幕的 x，y 坐标

    float z;   // z-order，范围 [0, 1]

    dword col;   // 顶点的颜色

    float tx, ty;   // 纹理的 x，y 坐标（赋值前需要规格化坐标间隔，使得 tx，ty 取值范围在[0,1]）

规格化坐标间隔在后面的例子中会谈到

1. 颜色的表示：

颜色使用32位表示，从左开始，8位为 alpha 通道，8位红色，8位绿色，8位蓝色

对于后24位，如果全部为0，表示黑色，如果全部为1，表示白色

2. 定义颜色的运算：

我们把颜色看成一个四维向量，即 alpha 通道，红色，绿色，蓝色这四个分量

    <1> 颜色是可以相乘的

    颜色的相乘是对应的四个分量分别相乘的结果，即：alpha 通道的值与 alpha 通道的值相乘，红色的值与红色的值相乘，绿色的值与绿色的值相乘，蓝色的值与蓝色的值相乘。

    <2> 颜色是可以相加的

    同上，对应分量相加。

颜色的每个分量使用浮点数表示，范围是[0-1]，相加操作可能导致溢出，一种处理的方式就是，如果溢出，则设定值为1。

3. 混合模式：

1）blend_coloradd

表示顶点的颜色与纹理的纹元（texel）颜色相加，这使得纹理变亮，可见顶点颜色为 0x00000000 将不造成任何影响。

2）blend_colormul

表示顶点的颜色与纹理的纹元颜色相乘，这使得纹理变暗，可见顶点颜色为 0xffffffff 将不造成任何影响。

注意：必须在1），2）中做一个选择，且只能选择1），2）中的一个。处理的对象是纹理颜色和顶点颜色。

这里有一个技巧：

如果我们需要在程序中显示一个气球，这个气球的颜色不断变化，这时候我们并不需要准备多张不同颜色的气球纹理，而只需要一张白色的气球纹理，设置 blend 为 blend_colormul，白色的r,g,b值被表示成 1.0，也就是说，纹理颜色和顶点颜色相乘的结果是顶点的颜色，那么就可以通过修改顶点颜色，得到任意颜色的气球了。

3）blend_alphablend

渲染时，将对象的像素颜色（而非顶点的颜色）与当前屏幕的对应像素颜色进行 alpha 混合。alpha 混合使用到 alpha 通道，对于两个像素颜色进行如下操作，得到一个颜色：

r(c)=alpha*r(b)+(1-alpha)*r(a)

g(c)=alpha*g(b)+(1-alpha)*g(a)

b(c)=alpha*b(b)+(1-alpha)*b(a)

这里的blend_alphablend使用的是对象像素的颜色的 alpha 通道。可见如果对象像素颜色 alpha 通道为 0，那么结果就是只有当前屏幕的像素颜色，也就是常常说的 100% 透明，因此，我们可以理解 alpha 混合就是一个是图像透明的操作，0 表示完全透明，255 表示完全不透明。

4）blend_alphaadd

渲染时，将对象的像素颜色与当前屏幕的对应像素颜色相加，结果是有了变亮的效果。

注意：这里的3），4）必选其一，且只能选其一。处理的对象是对象像素颜色和屏幕像素颜色。

5）blend_zwrite

渲染时，写像素的 z-order 到 z-buffer

6）blend_nozwrite

渲染时，不写像素的 z-order 到 z-buffer

这里一样是二者选一

设置举例：

quad.blend=blend_alphaadd | blend_colormul | blend_zwrite;   // quad 为 hgequad 变量

4. hge 渲染

1）定义和初始化 hgequad 结构体：

hgequad quad;   // 定义四边形

2）初始化 hgequad 变量：

// 设置混合模式

quad.blend=blend_alphaadd | blend_colormul | blend_zwrite;

// 加载纹理

quad.tex = phge->texture_load("particles.png");

注意，读取硬盘上资源的时候，可能会失败，因此通常都需要检查，例如：

if (!quad.tex)

    messagebox(null, "load particles.png", "error", 0);

}

// 初始化顶点

for(int i=0;i<4;i++)

    // 设置顶点的 z 坐标

    quad.v[i].z=0.5f;

    // 设置顶点的颜色，颜色的格式为 0xaarrggbb

    quad.v[i].col=0xffffa000;

// 这里假定载入的纹理大小为 128*128，现在截取由点（96，64），（128，64），（128，96），（96，96）这四个点围成的图形。

quad.v[0].tx=96.0/128.0; quad.v[0].ty=64.0/128.0;   // 规格化坐标间隔

quad.v[1].tx=128.0/128.0; quad.v[1].ty=64.0/128.0;

quad.v[2].tx=128.0/128.0; quad.v[2].ty=96.0/128.0;

quad.v[3].tx=96.0/128.0; quad.v[3].ty=96.0/128.0;

注意，对于 hgequad 结构体，顶点 quad.v[0] 表示左上那个点，quad.v[1] 表示右上的点，quad.v[2] 表示右下的点，quad.v[3] 表示左下的点。

// 设置 hgequad 在屏幕中的位置

float x=100.0f, y=100.0f;

quad.v[0].x=x-16; quad.v[0].y=y-16;

quad.v[1].x=x+16; quad.v[1].y=y-16;

quad.v[2].x=x+16; quad.v[2].y=y+16;

quad.v[3].x=x-16; quad.v[3].y=y+16;

3）设置渲染函数（render function）：

system_setstate(hge_renderfunc,renderfunc);

renderfunc 原型和帧函数一样：

bool renderfunc();

4）编写 renderfunc 函数：

bool renderfunc()

   phge->gfx_beginscene();   // 在如何渲染之前，必须调用这个函数

   phge->gfx_clear(0);   // 清屏，使用黑色，即颜色为 0

   phge->gfx_renderquad(&quad);   // 渲染

   phge->gfx_endscene();   // 结束渲染，并且更新窗口

   return false;   // 必须返回 false

补充：load 函数是和 free 函数成对出现的，即在硬盘上加载了资源之后，需要 free 它们，例如：

quad.tex = phge->texture_load("particles");

// ...

phge->texture_free(quad.tex);

音效：

使用音效是很简单的

1. 载入音效：

heffect heffect = phge->effect_load("sound.mp3");

2. 播放：

phge->effect_playex(heffect);

或者 phge->effect_play(heffect);

1）effect_play 函数只接受一个参数就是音效的句柄 heffect xx;

2）effect_playex 函数较为强大，一共有四个参数：

hchannel effect_playex(

                       heffect effect,   // 音效的句柄

                       int volume = 100,   // 音量，100为最大，范围是[0, 100]

                       int pan = 0,   // 范围是[-100, 100]，-100表示只使用左声道，100表示只使用右声道

                       float pitch = 1.0,   // 播放速度，1.0 表示正常速度，值越大播放速度越快，值越小播放越慢。这个值要大于0才有效（不可以等于0）

                       bool loop = false   // 是否循环播放，false表示不循环

                       );

输入：

仅仅需要调用函数 phge->input_getkeystate(hgek_xxx); 来判断输入，应该在帧函数中调用它，例如：

bool framefunc()

    if (phge->input_getkeystate(hgek_lbuttom))

       // ...

    if (phge->input_getkeystate(hgek_up))