Частичное обновление экрана

Типичное приложение DirectDraw (наподобие тех, что рассматривались в предыдущих главах) заранее строит весь кадр во вторичном буфере и затем переключает страницы. Эта методика работает быстро (переключение страниц обычно происходит почти мгновенно) и не вызывает мерцания (построение каждого кадра завершается до его вывода).

Чтобы обновление курсора не зависело от частоты вывода, нам придется обновлять курсор так, чтобы обойтись без переключения страниц. Поэтому вместо того, чтобы обновлять весь экран, мы будем перерисовывать лишь его часть. Для этого можно непосредственно изменить содержимое первичной поверхности.

Хотя в нашем случае частичное обновление экрана используется для вывода курсора мыши, эта методика полезна и в других случаях. Например, приложение может обновить меню прямо на первичной поверхности вместо того, чтобы заново строить весь кадр (вместе с изменившимся меню) на вторичном буфере и затем переключать страницы.

С другой стороны, прямой вывод на первичную поверхность имеет свои недостатки и требует осторожности. Основная потенциальная проблема — расхождение. Переключение страниц выполняется так, чтобы предотвратить возможность расхождения. Следовательно, если вы обходите механизм переключения страниц и обновляете кадр, который в данный момент отображается на экране, то рискуете изменить область экрана, в данный момент обновляемую монитором. Если это произойдет, новое содержимое обновляемой части в течение некоторого времени будет выводиться одновременно со старым — возникнет расхождение.

Для борьбы с расхождением есть два пути. Во-первых, можно обновлять лишь малую область экрана — это сокращает вероятность расхождения. Во-вторых, обновление можно синхронизировать с циклом вертикальной развертки. Если подождать с обновлением экрана до завершения очередного переключения страниц, вероятность расхождения становится еще меньше.

Обновление курсора

Итак, курсор мыши должен обновляться прямо на первичной поверхности. При очередном перемещении курсора необходимо выполнить два действия:

1. Стереть курсор в старом месте.
2. Нарисовать курсор в новом месте.

Первую задачу можно решить, восстанавливая ранее сохраненную часть первичной поверхности. Затем мы рисуем курсор мыши на первичной поверхности в новом месте. Тем не менее для восстановления изображения придется добавить дополнительный шаг — перед выводом курсора сохранить часть первичной поверхности, которую он займет. В результате получается следующий алгоритм:

1. Восстановить фоновое изображение в старом месте.
2. Сохранить часть изображения в новом месте.
3. Нарисовать курсор в новом месте.

Эти три шага позволяют переместить курсор без переключения страниц, сохранив при этом содержимое первичной поверхности.

И все же такой подход связан с некоторыми ограничениями. Он хорошо работает, если старая область курсора не накладывается на новую. Но если области перекрываются, курсор мерцает, потому что стирание происходит поблизости от места рисования. Чтобы полностью избавиться от мерцания, мы должны одновременно обновлять старую и новую области расположения курсора, а описанный выше алгоритм можно использовать для неперекрывающихся областей курсора.

Прежде чем продолжать, я хотел бы заметить, что чаще встречаются именно перекрывающиеся области. Старая и новая области курсора перекрываются при любом медленном перемещении мыши, а мышь обычно перемещается быстро лишь из одного края экрана в другой. Во всех остальных случаях при выборе конкретного участка экрана курсор перемещается медленно. Следовательно, борьба с мерцанием становится очень важной задачей.

Чтобы справиться с мерцанием, можно обновлять изображение на внеэкранной поверхности. Мы копируем в нее обе области курсора (старую и новую), обновляем изображение, а затем копируем обе области обратно на первичную поверхность как единое целое. Алгоритм состоит из пяти этапов:

1. Скопировать объединение старой и новой областей курсора на вспомогательную поверхность.
2. Стереть старый курсор на вспомогательной поверхности.
3. Сохранить фоновое изображение, занятое новой областью курсора.
4. Нарисовать новый курсор на вспомогательной поверхности.
5. Скопировать содержимое вспомогательной поверхности на первичную поверхность.

Используя оба алгоритма (из трех и пяти этапов), мы всегда сможем обновить курсор без мерцания и разрушения основного изображения.

Для реализации двух алгоритмов потребуются три внеэкранные поверхности: поверхность с курсором, поверхность для хранения фонового изображения и вспомогательный буфер для перекрывающихся курсорных областей. Размеры первой и второй поверхностей совпадают с размерами курсора. Однако вспомогательный буфер должен быть вдвое выше и вдвое шире поверхности курсора, чтобы в нем могли разместиться области при минимальном перекрытии (на самом деле при таком размере буфер получается на один пиксель выше и шире, чем необходимо, но это непринципиально).

Переключение страниц

До сих пор мы рассматривали обновление курсора мыши без переключения страниц, но ведь приложение должно переключать страницы для обновления экрана. Что же произойдет с нашим тщательно подготовленным курсором после переключения? Он исчезнет. Мы можем нарисовать его заново, но это вызовет мерцание.

Логичнее будет выводить курсор на вторичном буфере после подготовки очередного кадра. Такое решение оказывается удачным, потому что содержимое фонового буфера все равно приходится обновлять перед переключением страниц (в противном случае при следующем обновлении курсора будет восстановлена устаревшая область первичной поверхности). Алгоритм выглядит так:

1. Построить новый кадр во вторичном буфере.
2. Сохранить область вторичного буфера, где должен находиться курсор.
3. Нарисовать курсор на вторичном буфере.
4. Выполнить переключение страниц.

Теперь курсор можно обновлять при переключении страниц или без него, причем не вызывая мерцания. Однако мы лишь подходим к решению проблемы — нужно придумать, как запрограммировать это решение.