基于VB的Cyborg X飛行搖桿數(shù)據(jù)采集研究

，

(1.北京工業(yè)大學(xué)，北京 100124；2.中原工學(xué)院，鄭州 450007)

游戲桿通常應(yīng)用于飛行模擬類游戲機(jī)中，絕大多數(shù)游戲桿設(shè)計(jì)是以飛機(jī)飛行控制桿為原型的，其作為一種附屬的輸入設(shè)備，可代替鼠標(biāo)、鍵盤(pán).游戲桿可以提供位置信息和按鍵的狀態(tài)信息，因此也被廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域.張愛(ài)紅等將游戲桿用于機(jī)器人虛擬示教系統(tǒng)的編程[1].于曉康等用游戲桿控制視頻回放系統(tǒng)[2].李國(guó)如采用游戲桿作為外部操縱設(shè)備研究無(wú)人直升機(jī)艦面起降仿真技術(shù)[3].Cyborg X飛行搖桿因其出色的人機(jī)工程、前沿的設(shè)計(jì)和獨(dú)特的功能，被逐步應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域.在實(shí)際應(yīng)用中，需要明確Cyborg X飛行搖桿的位置和按鍵信息.VB(Visual Basic)是微軟公司推出的功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，在使用VB進(jìn)行編程時(shí)，準(zhǔn)確調(diào)用API函數(shù)是關(guān)鍵，通過(guò)調(diào)用API函數(shù)可以完成圖像處理、編寫(xiě)仿真和模擬應(yīng)用軟件等.目前，有關(guān)Cyborg X飛行搖桿的位置和按鍵信息的研究較少，為此，本文提出了基于VB的Cyborg X飛行搖桿數(shù)據(jù)采集的方案，用來(lái)獲取Cyborg X飛行搖桿的位置和按鍵信息，并以數(shù)值和圖形的形式顯示，為Cyborg X飛行搖桿在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了技術(shù)保證.

1 Cyborg X飛行搖桿

為慶祝Cyborg系列的搖桿誕生10周年，賽鈦客(Saitek公司)推出Cyborg X飛行搖桿(如圖1所示)，整體搖桿采用了高精度的電位器，廣泛應(yīng)用于絕大多數(shù)的飛行模擬類游戲機(jī)中，其構(gòu)成為：

(1)1個(gè)快速響應(yīng)扳機(jī)；

(2)1個(gè)8方向視角可調(diào)苦力帽；

(3)1個(gè)鼠標(biāo)滾動(dòng)輪；

(4)11個(gè)功能按鍵

(5)1個(gè)SHIFT二檔模式鍵，通過(guò)軟件可使按鍵數(shù)量擴(kuò)充兩倍；

(6)5個(gè)高精度模擬軸；

(7)X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)及獨(dú)立的雙油門(mén)(滑塊和Z軸).

圖1 Cyborg X飛行搖桿

2 游戲手柄API函數(shù)及調(diào)用

2.1 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)winmm.dll中的游戲手柄API函數(shù)

API(Application Programming Interface)為操作系統(tǒng)自身調(diào)用的函數(shù)，用來(lái)控制Windows各個(gè)部件的外觀和行為.在Windows中，API函數(shù)是以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL文件)的形式提供給用戶的，Windows中一些基本的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)構(gòu)成了全體的Windows API函數(shù).Windows將系統(tǒng)使用的API函數(shù)包裝成KERNEL.exe、USER.exe、GDI.exe及winmm.dll四大動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，其中真正具有多媒體處理能力的API函數(shù)為winmm.dll動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù).Windows的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)winmm.dll提供了一個(gè)包含幾十個(gè)專用于處理多媒體音頻和游戲手柄的API函數(shù)[4].運(yùn)用winmm.dll中的API函數(shù)，可以編寫(xiě)出功能強(qiáng)大的游戲手柄程序，常用的與游戲手柄相關(guān)的API函數(shù)為：

(1)joyGetDevCaps函數(shù)，用于查詢指定的游戲桿設(shè)備以確定其性能；

(2)joyGetNumDevs函數(shù)，用于返回系統(tǒng)支持的游戲桿設(shè)備的數(shù)量；

(3)joyGetPos函數(shù)，用于查詢指定的游戲桿設(shè)備的位置和活動(dòng)性；

(4)joyGetPosEx函數(shù)，用于查詢一個(gè)游戲桿設(shè)備的位置和它的按扭狀態(tài)；

(5)joyGetThreshold函數(shù)，用于查詢指定游戲桿設(shè)備的當(dāng)前移動(dòng)閾值；

(6)joyReleaseCapture函數(shù)，用于釋放由JoySetCapture函數(shù)設(shè)置的在指定游戲桿設(shè)備上的捕獲；

(7)joySetCapture函數(shù)，用于發(fā)送一個(gè)游戲桿消息至指定的窗口；

(8)joySetThreshold函數(shù)，用于設(shè)置指定游戲桿設(shè)備的移動(dòng)閾值.

其中joySetCapture、joyReleaseCapture和joyGetPosEx等函數(shù)在winmm.dll中的函數(shù)原型分別為：

MMRESUL T joySetCapture(HWND hwnd, UINT uJoyID, UINT uPeriod, BOOL fChanged)；

MMRESULT joyReleaseCapture( UINT uJoyID)；

MMRESULT joyGetPosEx( UINT uJoyID, LPJOYINFOEX pji ).

2.2 VB環(huán)境中游戲手柄API函數(shù)的調(diào)用

在VB環(huán)境中，利用Declare語(yǔ)句(一般有2種形式)實(shí)現(xiàn)對(duì)API函數(shù)的調(diào)用.對(duì)于DLL中沒(méi)有返回值的子程序，使用的Declare語(yǔ)句為：

[Public/Private] Declare Sub name Lib “l(fā)ibname”[Alias “aliasname”][([arglist])]

對(duì)于DLL中有返回值的子程序，使用的語(yǔ)句為：

[Public/Private] Declare Function name Lib “l(fā)ibname” [Alias “aliasname”][([arglist])] [As type]

其中，Lib參數(shù)是包含所聲明的過(guò)程動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)或代碼資源，所有聲明都需要Lib子句.Libname參數(shù)包含所聲明的過(guò)程動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)名或代碼資源名.一個(gè)重要的問(wèn)題是，API函數(shù)的Declare語(yǔ)句必須是Windows所要求的形式，如果省略了ByVal關(guān)鍵字，通常會(huì)使系統(tǒng)鎖死[5].

joySetCapture函數(shù)、joyReleaseCapture函數(shù)和joyGetPosEx函數(shù)在VB中調(diào)用的形式分別為：

(1)Declare Function joySetCapture Lib "winmm.dll" (ByVal hwnd As Long, ByVal uJoyID As Long, ByVal uPeriod As Long, ByVal fChanged As Long) As Long;

(2)Declare Function joyReleaseCapture Lib "winmm.dll" (ByVal uJoyID As Long) As Long；

(3)Declare Function joyGetPosEx Lib "winmm.dll" (ByVal uJoyID As Long, pji As JOYINFOEX) As Long.

3 數(shù)據(jù)采集界面設(shè)計(jì)

3.1 采集數(shù)據(jù)信息

根據(jù)Cyborg X飛行搖桿的功能，需要采集飛行搖桿的位置信息和按鍵的狀態(tài)信息，這些信息包括X軸、Y軸、Z軸旋轉(zhuǎn)及雙油門(mén)、按鍵、鼠標(biāo)滑輪和苦力帽狀態(tài)等信息.

3.2 采集界面

基于VB的采集界面如圖2所示.其主要以數(shù)值和圖形的形式顯示joyGetPosEx函數(shù)被成功調(diào)用后返回的Cyborg X飛行搖桿的位置信息和按鍵狀態(tài)信息.

圖2 采集界面

對(duì)1-11功能鍵和SHIFT鍵設(shè)置了相應(yīng)的按鈕，當(dāng)按下功能鍵時(shí)，相應(yīng)的按鈕會(huì)變成紅色.苦力帽的8個(gè)方向分別用較粗的Bar表示，當(dāng)苦力帽傾斜于某個(gè)方向時(shí)，與該方向相對(duì)應(yīng)的Bar的顏色由黑色變?yōu)榧t色.圖2中，紅色的“十”字箭頭直觀地反映了游戲桿X軸和Y軸方向的移動(dòng).Z軸、Z軸旋轉(zhuǎn)和滑塊的信息分別用矩形框填充顏色的多少來(lái)表示.鼠標(biāo)滾輪用四個(gè)棕色的矩形框表示，當(dāng)滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪時(shí)，其中的一個(gè)矩形框的顏色變?yōu)榧t色，并隨著滾動(dòng)輪前后移動(dòng)，該變紅的矩形框隨之左右移動(dòng).

4 程序設(shè)計(jì)

采集Cyborg X飛行搖桿數(shù)據(jù)的流程圖如圖3所示.調(diào)用joyGetPosEx函數(shù)的返回值，如果非0，則退出程序；如果為0，則返回Cyborg X飛行搖桿的信息.對(duì)返回結(jié)果的處理程序包括：模擬量X軸、Y軸、Z軸、Z軸旋轉(zhuǎn)和滑塊的處理程序；苦力帽8個(gè)方向視角鍵處理程序；1-11功能鍵和SHIFT鍵處理程序；鼠標(biāo)滾輪處理程序.

圖3 采集程序流程圖

5 運(yùn)行結(jié)果

joyGetPosEx函數(shù)的返回值是JOYINFOEX結(jié)構(gòu)體，JOYINFOEX的定義為：

Type JOYINFOEX

dwSize As Long′結(jié)構(gòu)體大小

dwFlags As Long′返回內(nèi)容標(biāo)志

dwXpos As Long′X軸位置

dwYpos As Long′Y軸位置

dwZpos As Long′Z軸位置

dwRpos As Long′Z軸旋轉(zhuǎn)

dwUpos As Long′滑塊

dwVpos As Long′第6軸位置

dwButtons As Long′按鍵狀態(tài)

dwButtonNumber As Long′按鍵數(shù)量

dwPOV As Long′苦力帽

dwReserved1 As Long′保留

dwReserved2 As Long′保留

End Type

采集程序運(yùn)行后，獲得Cyborg X 飛行搖桿的數(shù)據(jù)為：模擬量X軸、Y軸、Z軸、Z軸旋轉(zhuǎn)和滑塊的數(shù)值范圍均為0～65 535；1-11功能鍵的鍵值分別為1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1 024；SHIFT鍵的鍵值為8 192；鼠標(biāo)滾輪的向前滾動(dòng)鍵值為2 048，鼠標(biāo)滾輪的向后滾輪鍵值為4 096；8個(gè)方向視角可調(diào)苦力帽的鍵值分別為0(北)、4 500(東北)、9 000(東)、13 500(東南)、18 000(南)、22 500(西南)、27 000(西)、31 500(西北).由程序運(yùn)行后獲得的結(jié)果可以看出，對(duì)于模擬量，可以根據(jù)模擬量的大小判斷其位置和移動(dòng)方向；對(duì)于按鍵，可以根據(jù)鍵值判斷是哪個(gè)按鍵被按下.獲取的數(shù)值結(jié)果，可以作為以后應(yīng)用編程的依據(jù).

6 結(jié) 語(yǔ)

本文在VB環(huán)境中，通過(guò)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)winmm.dll中的游戲桿API函數(shù)，獲取了Cyborg X飛行搖桿的位置和按鍵信息.設(shè)計(jì)了Cyborg X飛行搖桿數(shù)據(jù)采集的界面和程序.通過(guò)運(yùn)行程序，獲得了Cyborg X飛行搖桿的位置和按鍵的數(shù)值，并以圖形的形式顯示，為Cyborg X飛行搖桿的應(yīng)用提供了必要的位置和按鍵信息，具有較好的實(shí)用價(jià)值.

參考文獻(xiàn)：

[1] 張愛(ài)紅，張秋菊. 游戲桿在機(jī)器人虛擬示教系統(tǒng)中的應(yīng)用編程[J]. 江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，2(5)：474-477.

[2] 于曉康，柴喬林. 基于VC++的可控視頻回放系統(tǒng)[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2003(12)：326-328.

[3] 李國(guó)如. 無(wú)人直升機(jī)艦面起降仿真技術(shù)研究[D]. 南京：南京航空航天大學(xué)，2009.

[4] 岳云飛. DLL 在VB 接口程序中的應(yīng)用[J]. 計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，2006，25(4)：87-89.

[5] 陳家俊. DLL 技術(shù)在VB 編程中的應(yīng)用[J]. 皖西學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，22(2)：86-88.