游戏输入实践

本主题介绍在通用 Windows 平台（UWP）游戏中有效使用输入设备的模式和技术。

通过阅读本主题，你将了解：

如何跟踪玩家及其当前正在使用的输入和导航设备
如何检测按钮状态变化（按下至释放、释放至按下）
如何使用单个测试检测复杂按钮排列

选择输入设备类

有许多不同类型的输入 API 可供你使用，例如 ArcadeStick、FlightStick和 Gamepad。如何确定要用于游戏的 API？

应选择哪个 API 为游戏提供最合适的输入。例如，如果要制作 2D 平台游戏，可能只需使用 Gamepad 类，而不用其他类提供的额外功能。这将限制游戏仅支持游戏板，并提供一致的界面，可在许多不同的游戏板中工作，而无需其他代码。

另一方面，对于复杂的飞行和赛车模拟，你可能希望枚举所有 RawGameController 对象作为基线，以确保它们支持爱好者玩家可能拥有的任何特殊设备，包括单独的踏板或油门这样的设备，这些通常仍由单个玩家使用。

在此处，可以使用输入类的 FromGameController 方法（如 Gamepad.FromGameController），以查看每个设备是否有更精心策划的视图。例如，如果设备也是 游戏手柄，那么你可能需要调整按钮映射 UI 以反映这一点，并提供一些合理的默认按钮映射选项。（这与要求玩家手动配置游戏板输入（如果仅使用 RawGameController）相反。

或者，您可以查看 RawGameController 的供应商ID（VID）和产品ID（PID）（分别使用 HardwareVendorId 和 HardwareProductId），为常用设备提供建议的按钮映射，同时通过玩家手动映射保持对未来出现的未知设备的兼容性。

跟踪连接的控制器

虽然每个控制器类型都包含连接的控制器列表（例如 Gamepad.Gamepads），但最好维护自己的控制器列表。有关详细信息，请参阅游戏板列表（每个控制器类型在其自己的主题上都有类似的命名部分）。

但是，当玩家拔出控制器或插入新控制器时，会发生什么情况？需要处理这些事件，并相应地更新列表。有关详细信息，请参阅添加和删除游戏板（同样，每个控制器类型在其自己的主题上都有类似的命名部分）。

由于添加和删除的事件是异步引发的，因此处理控制器列表时可能会得到不正确的结果。因此，只要访问控制器列表，就应该将锁放在它周围，以便一次只能有一个线程访问它。这可以通过并发运行时来完成，特别是 critical_section 类（在 ppl.h<>中）。

另一个要考虑的事情是，连接的控制器列表最初将为空，需要一两秒钟才能填充。因此，如果仅在开始方法中分配当前游戏手柄，它将是 null！

为了纠正这一点，你应该有一种方法来“刷新”主游戏板（在单玩家游戏中;多人游戏将需要更复杂的解决方案）。然后，您应在控制器添加和控制器移除的事件处理程序中，或在更新方法中调用此方法。

以下方法将返回列表中的第一个游戏手柄（如果列表为空，则返回 nullptr）。然后，每当你对控制器进行操作时，只需记住检查 nullptr。您可以选择在没有控制器连接时（例如，暂停游戏）是阻止游戏，还是忽略输入让游戏继续进行。

#include <ppl.h>

using namespace Platform::Collections;
using namespace Windows::Gaming::Input;
using namespace concurrency;

Vector<Gamepad^>^ m_myGamepads = ref new Vector<Gamepad^>();

Gamepad^ GetFirstGamepad()
{
    Gamepad^ gamepad = nullptr;
    critical_section::scoped_lock{ m_lock };

    if (m_myGamepads->Size > 0)
    {
        gamepad = m_myGamepads->GetAt(0);
    }

    return gamepad;
}

综上所述，下面是一个如何处理游戏手柄输入的示例：

#include <algorithm>
#include <ppl.h>

using namespace Platform::Collections;
using namespace Windows::Foundation;
using namespace Windows::Gaming::Input;
using namespace concurrency;

static Vector<Gamepad^>^ m_myGamepads = ref new Vector<Gamepad^>();
static Gamepad^          m_gamepad = nullptr;
static critical_section  m_lock{};

void Start()
{
    // Register for gamepad added and removed events.
    Gamepad::GamepadAdded += ref new EventHandler<Gamepad^>(&OnGamepadAdded);
    Gamepad::GamepadRemoved += ref new EventHandler<Gamepad^>(&OnGamepadRemoved);

    // Add connected gamepads to m_myGamepads.
    for (auto gamepad : Gamepad::Gamepads)
    {
        OnGamepadAdded(nullptr, gamepad);
    }
}

void Update()
{
    // Update the current gamepad if necessary.
    if (m_gamepad == nullptr)
    {
        auto gamepad = GetFirstGamepad();

        if (m_gamepad != gamepad)
        {
            m_gamepad = gamepad;
        }
    }

    if (m_gamepad != nullptr)
    {
        // Gather gamepad reading.
    }
}

// Get the first gamepad in the list.
Gamepad^ GetFirstGamepad()
{
    Gamepad^ gamepad = nullptr;
    critical_section::scoped_lock{ m_lock };

    if (m_myGamepads->Size > 0)
    {
        gamepad = m_myGamepads->GetAt(0);
    }

    return gamepad;
}

void OnGamepadAdded(Platform::Object^ sender, Gamepad^ args)
{
    // Check if the just-added gamepad is already in m_myGamepads; if it isn't, 
    // add it.
    critical_section::scoped_lock lock{ m_lock };
    auto it = std::find(begin(m_myGamepads), end(m_myGamepads), args);

    if (it == end(m_myGamepads))
    {
        m_myGamepads->Append(args);
    }
}

void OnGamepadRemoved(Platform::Object^ sender, Gamepad^ args)
{
    // Remove the gamepad that was just disconnected from m_myGamepads.
    unsigned int indexRemoved;
    critical_section::scoped_lock lock{ m_lock };

    if (m_myGamepads->IndexOf(args, &indexRemoved))
    {
        if (m_gamepad == m_myGamepads->GetAt(indexRemoved))
        {
            m_gamepad = nullptr;
        }

        m_myGamepads->RemoveAt(indexRemoved);
    }
}

跟踪用户及其设备

所有输入设备都与用户相关联，以便其标识可以链接到其游戏、成就、设置更改和其他活动。用户可以随意登录或注销，并且在上一个用户注销后，通常会有其他用户登录到仍然连接到系统的输入设备。当用户登录或注销时，将触发 IGameController.UserChanged 事件。可以为此事件注册事件处理程序，以跟踪玩家及其正在使用的设备。

用户身份也是将输入设备与其相应的 UI 导航控制器关联的方式。

出于这些原因，应跟踪玩家输入并与设备类用户属性（继承自 IGameController 接口）相关联。

GitHub 上的 UserGamepadPairingUWP 示例应用演示了如何跟踪用户及其使用的设备。

检测按钮状态变化

有时，你想知道何时首次按下或释放按钮;也就是说，当按钮状态从释放转换到按下或从按下到释放时。若要确定这一点，需要记住以前的设备读取并将当前读数与它进行比较，以查看更改的内容。

以下示例演示了一种用于记住上一个阅读的基本方法：游戏板在此处显示，但街机摇杆、赛车方向盘和其他输入设备类型的原则相同。

Gamepad gamepad;
GamepadReading newReading();
GamepadReading oldReading();

// Called at the start of the game.
void Game::Start()
{
    gamepad = Gamepad::Gamepads[0];
}

// Game::Loop represents one iteration of a typical game loop
void Game::Loop()
{
    // move previous newReading into oldReading before getting next newReading
    oldReading = newReading, newReading = gamepad.GetCurrentReading();

    // process device readings using buttonJustPressed/buttonJustReleased (see below)
}

在执行任何其他操作之前，Game::Loop 将现有值 newReading（从上一循环迭代读取的游戏板读取）移到 oldReading，然后使用当前迭代的全新游戏板读取填充 newReading。这为你提供了检测按钮转换所需的信息。

以下示例演示了检测按钮转换的基本方法：

bool ButtonJustPressed(const GamepadButtons selection)
{
    bool newSelectionPressed = (selection == (newReading.Buttons & selection));
    bool oldSelectionPressed = (selection == (oldReading.Buttons & selection));

    return newSelectionPressed && !oldSelectionPressed;
}

bool ButtonJustReleased(GamepadButtons selection)
{
    bool newSelectionReleased =
        (GamepadButtons.None == (newReading.Buttons & selection));

    bool oldSelectionReleased =
        (GamepadButtons.None == (oldReading.Buttons & selection));

    return newSelectionReleased && !oldSelectionReleased;
}

这两个函数首先从 newReading 和 oldReading派生按钮选择的布尔状态，然后执行布尔逻辑来确定目标转换是否已发生。仅当新读取包含目标状态（分别按下或释放）并且旧读取不包含目标状态时，这些函数才会 返回 true;否则，返回 false。

检测复杂按钮排列

输入设备的每个按钮都提供一个数字读数，指示是按下（向下）还是释放（向上）。为了提高效率，按钮读取不表示为单个布尔值;它们全部打包到由特定于设备的枚举表示的位域，例如 GamepadButtons。若要读取特定按钮，使用按位掩码来隔离你感兴趣的值。设置相应的位时，按下按钮（向下）;否则，它被释放（上）。

回顾一下如何确定按下或释放单个按钮；游戏手柄在此处显示，但原理与街机摇杆、赛车方向盘及其他输入设备类型相同。

GamepadReading reading = gamepad.GetCurrentReading();

// Determines whether gamepad button A is pressed.
if (GamepadButtons::A == (reading.Buttons & GamepadButtons::A))
{
    // The A button is pressed.
}

// Determines whether gamepad button A is released.
if (GamepadButtons::None == (reading.Buttons & GamepadButtons::A))
{
    // The A button is released (not pressed).
}

如你所看到的，确定单个按钮的状态是直截了当的，但有时你可能想要确定是按下还是释放多个按钮，或者是否以特定方式排列了一组按钮，有些是按下的，有些不是。测试多个按钮比测试单个按钮更为复杂，尤其是可能存在的混合按钮状态。但这些测试有一个简单的公式，同样适用于单个和多个按钮的测试。

以下示例确定是否同时按下游戏板按钮 A 和 B：

if ((GamepadButtons::A | GamepadButtons::B) == (reading.Buttons & (GamepadButtons::A | GamepadButtons::B))
{
    // The A and B buttons are both pressed.
}

以下示例确定游戏板按钮 A 和 B 是否均已释放：

if ((GamepadButtons::None == (reading.Buttons & GamepadButtons::A | GamepadButtons::B))
{
    // The A and B buttons are both released (not pressed).
}

以下示例确定游戏板按钮 A 是否按下，同时按钮 B 是否松开：

if (GamepadButtons::A == (reading.Buttons & (GamepadButtons::A | GamepadButtons::B))
{
    // The A button is pressed and the B button is released (B is not pressed).
}

这五个示例共有的公式是，要测试的按钮排列是由相等运算符左侧的表达式指定的，而要考虑的按钮由右侧的掩码表达式选择。

以下示例通过重写前面的示例来更清楚地演示此公式：

auto buttonArrangement = GamepadButtons::A;
auto buttonSelection = (reading.Buttons & (GamepadButtons::A | GamepadButtons::B));

if (buttonArrangement == buttonSelection)
{
    // The A button is pressed and the B button is released (B is not pressed).
}

此公式可用于测试其状态的任何排列中的任意数量的按钮。

获取电池的状态

对于实现 IGameControllerBatteryInfo 接口的任何游戏控制器，可以在控制器实例上调用 TryGetBatteryReport，以获取 BatteryReport 对象，该对象提供有关控制器中的电池的信息。可以获取电池充电速率（ChargeRateInMilliwatts）、新电池的估计能量容量（DesignCapacityInMilliwattHours），以及当前电池的全充电能量容量（FullChargeCapacityInMilliwattHours）。

对于支持详细电池报告的游戏控制器，你可以查看有关电池的详细信息，具体内容请参见获取电池信息。但是，大多数游戏控制器不支持该级别的电池报告，而是使用低成本硬件。对于这些控制器，需要牢记以下注意事项：

ChargeRateInMilliwatts 和 DesignCapacityInMilliwattHours 将始终 NULL。
您可以通过计算 RemainingCapacityInMilliwattHours / FullChargeCapacityInMilliwattHours来获取电池百分比。应忽略这些属性的值，并且只处理计算的百分比。
上一项的百分比始终是以下之一：
- 100% （完整）
- 70% （中）
- 40% （低）
- 10% （危急）

如果代码根据剩余电量的百分比执行某些操作（如绘制 UI），请确保它符合上述值。例如，如果要在控制器的电池电量不足时警告播放器，当控制器的电池达到 10%时，请发出警告。

另请参阅

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Last updated on 2025-06-10