[DirectX 12] #3-1. Input과 Timer

들어가며

게임에서는 키보드나 마우스의 입력과 시간에 따른 계산이 핵심이다. 이번 시간에는 카메라를 이동하거나 객체를 움직이기 위한 Input 처리, 그리고 프레임마다 시간값을 추적하는 Timer를 구현해 볼 것이다.

Input과 Timer는 싱글톤으로 구현하거나 엔진에서 객체로 관리할 수 있는데, 이번 수업에서는 Engine 클래스에서 객체로 관리하는 방식을 사용한다.

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Input 클래스

키보드 입력을 감지하여 W, A, S, D 등을 눌러 객체를 이동할 수 있도록 해보자. 특정 키가 눌림, 떨어짐, 유지 상태인지 추적한다.

 

• Key 정의
  • Press: 누르고 있는 상태
  • Down: 처음 눌렀을 때
  • Up: 눌렀다 뗐을 때

enum class KEY_TYPE
{
	UP = VK_UP, DOWN = VK_DOWN, LEFT = VK_LEFT, RIGHT = VK_RIGHT,
	W = 'W', A = 'A', S = 'S', D = 'D',
};

enum class KEY_STATE
{
	NONE, PRESS, DOWN, UP, END
};

enum
{
	KEY_TYPE_COUNT = static_cast<int32>(UINT8_MAX + 1),
	KEY_STATE_COUNT = static_cast<int32>(KEY_STATE::END),
};

 

• Input::Init()

_hwnd = hwnd;
_states.resize(KEY_TYPE_COUNT, KEY_STATE::NONE);

 

• Input::Update()
  • 게임 창 포커스 상태에서만 키 입력을 받도록 한다. (핸들 확인)
  • ::GetKeyboardState()로 256개의 키보드 정보를 한 번에 가져와 확인한다.

HWND hwnd = ::GetActiveWindow();
	if (_hwnd != hwnd)
	{
		for (uint32 key = 0; key < KEY_TYPE_COUNT; key++)
			_states[key] = KEY_STATE::NONE;

		return;
	}

BYTE asciiKeys[KEY_TYPE_COUNT] = {};
if (::GetKeyboardState(asciiKeys) == false)
	return;

for (uint32 key = 0; key < KEY_TYPE_COUNT; key++)
{
	// 키가 눌려 있으면 true
	if (asciiKeys[key] & 0x80)
	{
		KEY_STATE& state = _states[key];

		// 이전 프레임에 키를 누른 상태라면 PRESS
		if (state == KEY_STATE::PRESS || state == KEY_STATE::DOWN)
			state = KEY_STATE::PRESS;
		else
			state = KEY_STATE::DOWN;
	}
	else
	{
		KEY_STATE& state = _states[key];

		// 이전 프레임에 키를 누른 상태라면 UP
		if (state == KEY_STATE::PRESS || state == KEY_STATE::DOWN)
			state = KEY_STATE::UP;
		else
			state = KEY_STATE::NONE;
	}
}

 

• 키 상태 확인 함수

// 누르고 있을 때
bool GetButton(KEY_TYPE key) { return GetState(key) == KEY_STATE::PRESS; }
// 맨 처음 눌렀을 때
bool GetButtonDown(KEY_TYPE key) { return GetState(key) == KEY_STATE::DOWN; }
// 맨 처음 눌렀다 뗐을 때
bool GetButtonUp(KEY_TYPE key) { return GetState(key) == KEY_STATE::UP; }

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Timer 클래스

매 프레임마다 deltaTime(이전 프레임 대비 경과 시간)을 측정하고, 1초마다 FPS(Frame Per Second)를 계산한다.

 

• 멤버 변수

uint64 _frequency;   // 성능 카운터 빈도
uint64 _prevCount;   // 이전 프레임의 카운터
float  _deltaTime;

uint32 _frameCount;
float  _frameTime;
uint32 _fps;

 

• Timer::Init()

::QueryPerformanceFrequency(reinterpret_cast<LARGE_INTEGER*>(&_frequency));
::QueryPerformanceCounter(reinterpret_cast<LARGE_INTEGER*>(&_prevCount)); // CPU 클럭

 

• Timer::Update()
  • deltaTime
    • QueryPerformanceCounter()는 CPU 클럭 기반의 정밀한 시간 측정을 한다.
    • _frequency는 1초 동안 카운트 수이고, 초기화시 QueryPerformanceCounter()로 받아온다.
    • 두 카운터의 차이를 빈도로 나누면 경과 시간(초)이 된다.
  • fps(초당 프레임 수)
    • _frameCount는 1초 동안 누적된 프레임 수이다.
    • _frameTime은 deltaTime을 누적해 1초가 될 때까지 시간을 계속 더한다.
    • 누적된 시간이 1초 이상 되면 fps 값을 갱신하고 초기화한다.

	uint64 currentCount;
	::QueryPerformanceCounter(reinterpret_cast<LARGE_INTEGER*>(&currentCount));

	_deltaTime = (currentCount - _prevCount) / static_cast<float>(_frequency);
	_prevCount = currentCount;

	_frameCount++;
	_frameTime += _deltaTime;

	if (_frameTime > 1.f)
	{
		_fps = static_cast<uint32>(_frameCount / _frameTime);

		_frameTime = 0.f;
		_frameCount = 0;
	}

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Engine 클래스

• 멤버 변수 및 함수 추가

shared_ptr<Input> _input = make_shared<Input>();
shared_ptr<Timer> _timer = make_shared<Timer>();

shared_ptr<Input> GetInput() { return _input; }
shared_ptr<Timer> GetTimer() { return _timer; }

 

• Engine::Update()

_input->Update();
_timer->Update();

 

• Engine::ShowFps()
  • 화면에 FPS를 출력한다.

uint32 fps = _timer->GetFps();

WCHAR text[100] = L"";
wsprintf(text, L"FPS : %d", fps);

SetWindowText(_window.hwnd, text);

 

• EnginePch.h에 전역 사용을 위한 매크로 추가

#define INPUT GEngine->GetInput()
#define DELTATIME GEngine->GetTimer()->GetDeltaTime()

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Game 클래스

키보드 입력으로 오브젝트를 이동시켜보자.

 

• Game::update()
  • 키보드 입력에 따라 속도 * 시간 값으로 오브젝트가 움직이도록 한다.

static Transform t{};

if (INPUT->GetButton(KEY_TYPE::W))
	t.offset.y += 1.f * DELTATIME;
if (INPUT->GetButton(KEY_TYPE::S))
	t.offset.y -= 1.f * DELTATIME;
if (INPUT->GetButton(KEY_TYPE::A))
	t.offset.x -= 1.f * DELTATIME;
if (INPUT->GetButton(KEY_TYPE::D))
	t.offset.x += 1.f * DELTATIME;

mesh->SetTransform(t);
mesh->Render();

 

• 결과
  • 키보드 입력에 따라 흰둥이가 잘 움직인다.

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Input과 Timer 커밋

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마치며

이번 시간에는 Input과 Timer 클래스를 구현해보았다. 드디어 게임 세계 속 객체들을 움직일 수 있게 됐다. 앞으로도 파이팅 ㅎㅎ

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출처 인프런 Rookiss님 게임 수학과 DirectX12