game programming all in one - bruno miguel teixeira de sousa and andre lamothe

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AM
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Game
Programming
All in One


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Game
Programming
All in One
Bruno Miguel Teixeira de Sousa


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ISBN: 1-931841-23-3
Library of Congress Catalog Card Number: 2001096486
Printed in the United States of America
02 03 04 05 06 RI 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


De todas as coisas que quero,
és a única coisa que eu preciso.
Para ti, Ana.

Acknowledgments

N

ow is the time I should go up to the stage, get the Oscar, and recite a booklength script of all the people that helped make this book. However, the
thank you would probably be as big as this book, so to prevent from forgetting anyone, I would like to thank everyone that directly or indirectly made this book possible.
On the technical side, I would like to thank the people at Premier Press for giving
me the opportunity to write this book. I would also like to thank my editors, Emi
Smith, Mitzi Foster, Heather Talbot, and Jenny Davidson for all their patience and
all they had to put up with. (Yes, the usual delays and the incessant questions.)
Please remember that what you are reading is not a book that I wrote myself, but
one that comprises the work of many talented people who are usually forgotten.
I would also like to thank André LaMothe for reviewing the book.
On the personal side, I would like to thank my mom and dad for their support and
love during my life, and of course, for paying those enormous Internet bills when I
was still learning game programming.
I would also like to thank all of my friends and relatives for their support not only
with the book, but also with my life. I would like to send a special thanks to Diana
for always being there for me whenever I needed her.
Last, and probably most important, I would like to thank Ana for her love, support,
patience, and just about everything. I love you from the bottom of my heart.


About the Author
BRUNO MIGUEL TEIXEIRA DE SOUSA began programming at age 11. Although he
began his programming career at age 15 as a database programmer in Visual Basic,
he never lost his passion for game development. Two years later, he began a fulltime career performing general game programming for a UK-based company. He
has been using C++ for more than 4 years and remains an avid game hobbyist.
RONALD PENTON wrote Chapter 17. Ron started programming on his Tandy 1000TL

way back in 1989, when he became interested in making games, rather than just
playing them. Ever since then, he has been on a never-ending quest to learn more
about computers and become more efficient at programming them. He started
school at the Rochester Institute of Technology in 1998, and is currently finishing
his bachelor’s degree in computer science at The University of Buffalo.


Contents at a Glance
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . xxxvi

Part One
C++ Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Chapter
Chapter
Chapter
Chapter

1
2
3
4

Chapter
Chapter
Chapter
Chapter
Chapter

5
6

7
8
9

Introduction to C++ Programming . . . . . 3
Variables and Operators. . . . . . . . . 25
Functions and Program Flow . . . . . . . 51
Multiple Files and the
Preprocessor . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Arrays, Pointers, and Strings. . . . . 107
Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Developing Monster . . . . . . . . . . . . 197
Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
Basic Software Architecture . . . . . 279

Part Two
Windows Programming . . . . . . . . . . . 297
Chapter 10
Chapter
Chapter
Chapter
Chapter
Chapter

11
12
13
14
15

Designing Your Game
Library: Mirus . . . . . . . . . . . . . . 299
Beginning Windows Programming . . . . 317
Introduction to DirectX . . . . . . . . . 357
DirectX Graphics . . . . . . . . . . . . . 369
DirectInput . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
DirectSound . . . . . . . . . . . . . . . . 567


Contents at a Glance

Part Three
Hardcore Game Programming . . . . . . 595
Chapter 16
Chapter 17

Introduction to Game Design . . . . . . 597
Data Structures and
Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
Chapter 18 The Mathematical Side of Games . . . 661
Chapter 19 Introduction to Artificial
Intelligence . . . . . . . . . . . . . . . . . 697
Chapter 20 Introduction to Physics Modeling . . . 723
Chapter 21 Building Breaking Through . . . . . . . 791
Chapter 22 Publishing Your Game . . . . . . . . . . 851

Part Four
Appendixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863
Appendix A
Appendix B

Appendix C
Appendix
Appendix
Appendix
Appendix
Appendix

D
E
F
G
H

What’s on the CD-ROM . . . . . . . . . 865
Debugging Using Microsoft
Visual C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870
Binary, Hexadecimal, and
Decimal System. . . . . . . . . . . . . . . 874
A C Primer . . . . . . . . . . . . . . . . . 877
Answers to the Exercises . . . . . . . 885
C++ Keywords . . . . . . . . . . . . . . . 893
Useful Tables . . . . . . . . . . . . . . . 895
More Resources . . . . . . . . . . . . . 902
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907

ix


Contents
Letter from the Series Editor . . . . . . . xxxiv

AM
FL
Y

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxvi

TE

Part One
C++ Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Chapter 1
Introduction to C++ Programming . . . 3
Why Use C++? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Setting Up Visual C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Creating a Workspace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Creating Projects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Creating and Adding Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Your First Program: “Hello all you happy people” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Structure of a C++ Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Program Design Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Program Source and Compiling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Objects and Linking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Executable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Commenting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Catching Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Warnings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Team-Fly®


Contents

Chapter 2
Variables and Operators . . . . . . 25
Variables and Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
What Type of Variables Are There? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Using Variables in Your Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Declaring a Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Using Variables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Initializing Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Variable Modifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Const . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Variable Naming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Redefining Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
What Is an Operator? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Assignment Operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Mathematical Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Unary Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Binary Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Compound Assignment Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Bitwise Shift Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Relational Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Conditional Operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Logical Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Operator Precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

xi


xii

Contents

Chapter 3
Functions and Program Flow . . . . . 51
Functions:What Are They and What Are They Used For? . . . . . . . . . . . . . . 52
Creating and Using Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Declaring the Prototype . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Return Type. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Function Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Default Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Variable Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Locals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Static . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Recursion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Things to Remember When Using Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Program Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Code Blocks and Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
if, else if, else Statements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

if . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
else . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
while, do ... while, and for Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
while . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
do ... while . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
for . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Breaking and Continuing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
break . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Switching to switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Randomizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
First Game: “Craps” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Objective. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84


Contents

Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Chapter 4
Multiple Files and
the Preprocessor . . . . . . . . . . . 95
Differences between Source and Header Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Handling Multiple Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
What Is the Preprocessor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Avoiding Multiple Includes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Using #pragma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Using #ifdef, #define, and #endif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Macros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Other Preprocessor Directives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Chapter 5
Arrays, Pointers, and Strings . . . 107
What Is an Array? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Declaring and Using an Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Declaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Using . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Initializing an Array. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Multi-Dimensional Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Pointers to What? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Pointers and Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Declaring and Initializing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Using Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

xiii


xiv

Contents

Pointers and Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Relation of Pointers to Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Passing Arrays to Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Declaring and Allocating Memory to a Pointer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Allocating the Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Freeing the Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Pointer Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Manipulating Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
memcpy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
memset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Strings and Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Using Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Strings and Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
String Allocation at Compilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Input and Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
String Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
strcpy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
strncpy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
strlen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
strcat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
strncat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
strcmp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
strncmp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
strchr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
strstr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
atoi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
atof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
atol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
sprintf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
strftime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151


Contents

Chapter 6
Classes. . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
What Is a Class? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
New Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Building Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Using Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Private, Protected, and Public Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
private . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
public. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
protected. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
What Kind of Access Is Right? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Constructors and the Destructor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Default Constructor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
General Constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Copy Constructor and References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Destructor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Operator Overloading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Putting It All Together—The String Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Basics of Inheritance and Polymorphism. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Inheritance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Deriving from a Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

Virtual Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Polymorphism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Casting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Enumerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Unions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Static Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Useful Techniques Using Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
A Singleton Class. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
An Object Factory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

xv


xvi

Contents

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Chapter 7
Developing Monster . . . . . . . . . . 197
ConLib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Building Monster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Objective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Game Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Thinking in Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

Chapter 8
Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
What Is a Stream? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Binary and Text Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Input and Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
istream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
get. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
getline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
ignore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Extraction Operator (>>) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
ostream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
put . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
flush . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Insertion Operator (<<) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252


Contents

File Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Opening and Closing Streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
open . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
close . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
is_open . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Text . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Binary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
read. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
seekg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
seekp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
tellg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
tellp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Modifying Monster to Save and Load Games . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

Chapter 9
Basic Software Architecture . . . 279
The Importance of Software Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Design Approaches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Top Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Bottom Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Top Down Versus Bottom Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Some Basic Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Example 1: Assignment Instead of Equality Operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Example 2: Statements Versus Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Example 3: Macros Versus Inline Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Example 4: Private Versus Public, the First Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Example 5: Private Versus Public, the Second Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

xvii


xviii

Contents

Modules and Multiple Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Creating Modules with C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Why Make Something a Module? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Naming Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Function Naming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Variable Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Where Common Sense Beats Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
The Design Used in This Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

Part Two
Windows Programming . . . . . . . . . . . 297
Chapter 10
Designing Your Game
Library: Mirus . . . . . . . . . . . . 299
General Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Mirus Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Helper Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Window Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Graphics Component. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
mrScreen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
mrRGBAImage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
mrSurface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
mrTexture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
mrTemplateSet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

mrAnimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
mrABO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305


Contents

Sound Component. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
mrSoundPlayer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
mrCDPlayer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Input Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
mrKeyboard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
mrMouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
mrJoystick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Building the Help Component. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Declaring the Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
mrTimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
How to Create the Error File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
How to Use Mirus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

Chapter 11
Beginning Windows Programming . . 317
History of Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Introduction to Windows Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Windows. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Multitasking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Windows Has Its Own API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Message Queues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Visual C++ and Windows Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

Building the Windows Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
WinMain Versus Main. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Creating the Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
The Window Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Creating the Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
The Message Loop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
The Message Handler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

xix


Contents

AM
FL
Y

Creating a Real-Time Message Loop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
Making a Reusable Window Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Using the Mirus Window Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
Some Common Window Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
SetPosition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
GetPosition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
SetSize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
GetSize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
Show . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

Chapter 12
Introduction to DirectX . . . . . . . 357

TE

xx

What Is DirectX? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
Brief History of DirectX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
Why Use DirectX? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
DirectX Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
How Does DirectX Work? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
Hardware Abstraction Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
The Component Object Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Virtual Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
COM and DirectX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
How to Use DirectX with Visual C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

Team-Fly®


Contents

Chapter 13
DirectX Graphics . . . . . . . . . . . 369
Interfaces You Will Be Using . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
Using Direct3D:The Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

Surfaces, Buffers, and Swap Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
Swap Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
Rendering Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
Vertices, Polygons, and Textures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Vertices and Polygons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Textures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
Texture Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
From the Third Dimension to the Second . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Rendering in 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Windows Bitmaps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
Bitmap Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
Loading a Bitmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
Full Screen and Other Bit Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
Color Theory and Color Keying. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
Color Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
Color Keying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
Targa Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Structure of a Targa File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Loading a Targa File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
Animation and Template Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
Template Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
Collision Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
Bounding Volumes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
Bounding Circles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
Bounding Rectangles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426

xxi

xxii

Contents

2D Image Manipulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
Translation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
Scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
2D Primitives Revealed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
Rectangles and Other Polygons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
Circles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
Developing Mirus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
mrScreen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
mrRGBAImage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
mrSurface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
mrTexture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
mrTemplateSet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
mrAnimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
mrABO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

Chapter 14
DirectInput . . . . . . . . . . . . . . . 521
Introduction to DirectInput. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
Unbuffered Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523

Buffered Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
mrInputManager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
mrKeyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
mrMouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
mrJoystick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566


xxiii

Contents

Chapter 15
DirectSound . . . . . . . . . . . . . . 567
Sound Theory . . . . . . . . .
DirectSound Basics . . . .
mrSoundPlayer . . . . . . .
mrSound. . . . . . . . . . . . .
Media Control Interface.
mrCDPlayer . . . . . . . . . .
Summary . . . . . . . . . . . .
Questions and Answers .
Exercises. . . . . . . . . . . . .

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575

586
587
593
593
594

Part Three
Hardcore Game Programming . . . . . . 595
Chapter 16
Introduction to Game Design . . . . 597
What Is Game Design? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
The Dreadful Design Document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
Why the “It’s in My Head” Technique Isn’t Good . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
The Two Types of Designs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
Mini Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
Complete Design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
A Fill In Design Document Template . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
General Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
Target System and Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
Story . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
Theme: Graphics and Sound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
Menus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
Playing a Game . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
Characters and NPCs Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603


xxiv

Contents

Artificial Intelligence Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
A Sample Game Design: Space Invaders. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
General Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
Target System and Requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
Story . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
Theme: Graphics and Sound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
Menus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
Start New Game . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
Continue Previously Saved Game . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
See Table of High Scores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
Exit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
Playing a Game . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
Characters and NPCs Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
Normal Ships. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
Bonus Ships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
Artificial Intelligence Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
Questions and Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
Exercises. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608

Chapter 17
Data Structures
and Algorithms . . . . . . . . . . . . 609
The Importance of the Correct Data Structures and Algorithms
Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Basic Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Iterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Inserting into a List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Appending Items to a List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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