Contrôle du Joystick sous Windows

Aujourd'hui, de plus en plus de monde a son joystick posé sur le coin du bureau. Grce aux efforts des designers, on peut dire que si on n’en a pas trop l'usage (tout le monde n'est pas passionné par Flight Simulator et ses congénères), ça fait presque « œuvre d'art ». Et dans un monde où les PC sont taillés à la hache, c'est déjà pas mal ! Cependant, pour faire plaisir aux gestionnaires, on aimerait bien leur trouver une utilité supplémentaire (surtout pour que Mademoiselle notre copine arrête de nous dire « mais t'as encore acheté un truc inutile ?!? Ça va te servir à quoi ? T'en avais pas assez comme ça pour encombrer le bureau ?!"). Hé bien que diriez-vous si on en faisait une télécommande ? Certes elle est à fil, mais c'est tout de même mieux que de se lever pour aller monter le volume du film quand c'est pas assez fort et inversement.

Je me propose donc d'étudier avec vous les possibilités que nous offre Windows pour la gestion des joysticks à travers la réalisation d'une télécommande.

Afin de mieux utiliser les fonctions associées au joystick, voyons tout d'abord comment il fonctionne. Tout d'abord, le joystick est un périphérique passif, c'est-à-dire que contrairement au clavier, il ne va pas déclencher d'évènements dans le système (interruption ou autre). C'est donc le système d'exploitation qui est chargé, via le pilote associé, d'aller interroger le joystick sur son état. Bien sûr, pour éviter de surcharger le système, cette interrogation est faite en temps réel, à la demande des programmes clients. Afin de différencier chacun des périphériques connectés à la machine, Windows leur attribue un numéro identifiant. Cet identifiant est celui affiché dans le panneau de contrôle des périphériques de jeu auquel il faut retrancher 1 (pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ?). Le système peut supporter jusqu'à 16 périphériques et fourni pour répondre aux besoins les plus courants deux constantes : JOYSTICKID1 et JOYSTICKID2 qui correspondent aux deux premiers périphériques (héritage de Windows 3.x et précédents).

Avant toute chose, on va devoir commencer par apprendre le joystick qu'on veut manipuler. En effet, comment gérer un joystick si on ne connaît pas ses caractéristiques ? Nombre de boutons ? Les types d'axes ? Y a-t-il un point de vue ? Nous allons donc commencer par nous renseigner sur les capacités du joystick, puis voir le fonctionnement de la capture avant de nous enfoncer dans les méandres de l'interrogation du joystick.

III-A. Liste des périphériques connectés▲

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

 ...

void AfficherJoysConnectes()
{
    int i;
    JOYINFO structtmp;

    printf("Voici la liste des joysticks connectés :\n");
    for (i = JOYSTICKID1 ; i < (JOYSTICKID1 + 16) ; i++) //seuls 16 IDs sont possibles
    {
        if (joyGetPos(i,&structtmp) == JOYERR_NOERROR)
            printf("%d\n",i);
    }
}

III-B. Caractéristiques d'un périphérique▲

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

 ...

void AfficherCaracs(UINT JoyID)
{
    JOYCAPS InfosCaps;
    if (joyGetDevCaps(JoyID, &InfosCaps, sizeof(JOYCAPS)) == JOYERR_NOERROR)
    {
        printf("\nNom du périphérique : %s", InfoCaps.szPname);
        printf("Nombre d'axes possibles : %d, gérables : %d\n",
                InfoCaps.wNumAxes, InfoCaps.wMaxAxes);
        printf("Axe |  Min  |  Max\n");
        printf("----+-------+-------\n");
        printf(" X  | ] | ]\n", InfoCaps.wXMin, InfoCaps.wXMax);
        printf(" Y  | ] | ]\n", InfoCaps.wYMin, InfoCaps.wYMax);
        if (InfoCaps.wCaps & JOYCAPS_HASZ)
            printf(" Z  | ] | ]\n", InfoCaps.wZMin, InfoCaps.wZMax);
        else
            printf(" Z  |    Absent\n");
        if (InfoCaps.wCaps & JOYCAPS_HASR)
            printf(" R  | ] | ]\n", InfoCaps.wRMin, InfoCaps.wRMax);
        else
            printf(" R  |    Absent\n");
        if (InfoCaps.wCaps & JOYCAPS_HASU)
            printf(" U  | ] | ]\n", InfoCaps.wUMin, InfoCaps.wUMax);
        else
            printf(" U  |    Absent\n");
        if (InfoCaps.wCaps & JOYCAPS_HASV)
            printf(" V  | ] | ]\n", InfoCaps.wVMin, InfoCaps.wVMax);
        else
            printf(" V  |    Absent\n");
        printf("\nPoint de vue : ");
        if (InfoCaps.wCaps & JOYCAPS_HASPOV)
        {
            if (InfoCaps.wCaps & JOYCAPS_POV4DIR)
                printf("Quadridirectionnel\n");
            else
                printf("Continu\n");
        }
        else
            printf("Absent\n");
        printf("Nombre de boutons possibles : %d, gérables : %d\n", 
                InfoCaps.wNumButtons, InfoCaps.wMaxButtons);
    }
}

Afin d'éviter aux programmeurs d'avoir à réaliser un thread séparé s'occupant de la gestion du joystick afin de ne pas perturber l'application principale, Microsoft a mis à la disposition des programmeurs une fonctionnalité spécifique : la capture du joystick. La capture du joystick permet de se décharger de la gestion du joystick et de recevoir des messages associés au joystick. Comme tout, cela a également des désavantages : seule une application à la fois peut capturer un joystick, un maximum de deux joysticks peuvent être capturés au même moment, et les messages sont assez limités et ne permettent pas de contrôler complètement les joysticks actuels. Par ailleurs, il se peut qu'un message n'arrive pas jusqu'à l'application qui a capturé le joystick si une autre fait appel à joyGetPos() à peu près au même moment que le message est envoyé.

IV-A. La capture▲

#ifndef Unit1H
#define Unit1H

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);

#endif
     fichier principal (WinMain) : capture.c
//---------------------------------------------------------------------------
#include <windows.h>

#include "Unit1.h"
//---------------------------------------------------------------------------
HINSTANCE hInst; // instance de l'application
LPCTSTR lpszAppName = "CAPTURE";
LPCTSTR lpszTitle = "Capture du joystick";
HWND ZoneTexte;

WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    MSG msg;
    HWND hWnd;
    WNDCLASSEX wc;
    MMRESULT ret;


    // Enregistrement des caractéristiques du class name de la fenêtre
    wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_DBLCLKS;
    wc.lpfnWndProc = (WNDPROC)WndProc;
    wc.cbClsExtra = 0;
    wc.cbWndExtra = 0;
    wc.hInstance = 0;
    wc.hIcon = LoadIcon(hInstance, lpszAppName);
    wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW);
    wc.lpszMenuName = lpszAppName;
    wc.lpszClassName = lpszAppName;
    wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.hIconSm = NULL;

    if(!RegisterClassEx(&wc))
        return FALSE;

    hInst = hInstance;
    // Création de la fenêtre
    hWnd = CreateWindow(lpszAppName, lpszTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW,
                        0, 0, 300, 300, NULL, NULL, hInstance, NULL);

    if (!hWnd)
        return FALSE;

    // Affichage de la fenêtre
    ShowWindow(hWnd,nCmdShow);

    // Création d'une zone de texte dans la fenêtre
    ZoneTexte = CreateWindow("EDIT", "", WS_VISIBLE | WS_VSCROLL | WS_CHILD
                             | ES_AUTOVSCROLL | ES_MULTILINE , 1, 2, 290, 270,
                             hWnd, NULL, hInstance, NULL);
    UpdateWindow(hWnd);

    // Capture du joystick
    ret = joySetCapture(hWnd, // les messages seront envoyés à la fenêtre
                  JOYSTICKID1, // capture du premier joystick
                  50, // période de 50 ms. Si c'est hors bornes, Windows ajuste
                  TRUE); // Basée sur les changements d'état

    if (ret == JOYERR_NOERROR)
    {
        // ajuster les valeurs en fonction des caractéristiques du joystick
        // ici, c'est environ 3% pour le mien
        joySetThreshold(JOYSTICKID1, 2000);
    }
    else
        PostQuitMessage(0);

    // lancement de la boucle de traitement des messages
    while(GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
    {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }

    return (msg.wParam);
}

IV-B. Les messages associés à la capture▲

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    UINT wID;
    HWND hwndCtrl;
    char Texte[1000];
    char b1,b2,b3,b4;

    switch (uMsg)
    {
        case MM_JOY1BUTTONDOWN :
            b1 = (wParam & JOY_BUTTON1) ? 'O' : 'N';
            b2 = (wParam & JOY_BUTTON2) ? 'O' : 'N';
            b3 = (wParam & JOY_BUTTON3) ? 'O' : 'N';
            b4 = (wParam & JOY_BUTTON4) ? 'O' : 'N';
            sprintf(Texte,"Boutons enfoncés :\r\n1 : %c\r\n2 : %c\r\n3 : %c\r\n4 : %c",
                    b1, b2, b3, b4);
            break;
        case MM_JOY1BUTTONUP :
            b1 = (wParam & JOY_BUTTON1) ? 'O' : 'N';
            b2 = (wParam & JOY_BUTTON2) ? 'O' : 'N';
            b3 = (wParam & JOY_BUTTON3) ? 'O' : 'N';
            b4 = (wParam & JOY_BUTTON4) ? 'O' : 'N';
            sprintf(Texte,"Boutons enfoncés :\r\n1 : %c\r\n2 : %c\r\n3 : %c\r\n4 : %c",
                    b1, b2, b3, b4);
            break;
        case MM_JOY1MOVE :
            sprintf(Texte,"Axe X : %d\r\nAxe Y %d",LOWORD(lParam), HIWORD(lParam));
            break;
        case MM_JOY1ZMOVE :
            sprintf(Texte,"Axe Z : %d",LOWORD(lParam);
            break;
        case WM_DESTROY :
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default :
            return (DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam));
    }
    SetWindowText(ZoneTexte,Texte);
    return 0L;
}

Voyons maintenant comment faire lorsque la capture ne permet pas de résoudre nos problèmes ou qu'il est préférable de contrôler le déroulement des opérations par nous même. En effet, la capture ne permet que de gérer quatre boutons et trois axes ce qui est limité si on veut transformer notre merveilleux petit outil en télécommande.

Windows fournit une fonction avancée pour interroger le joystick de manière plus complète que ce que permet la capture. Pour l'interrogation, il y a les fonctions joyGetPos() et joyGetPosEx() ; nous ne nous occuperons pas de la première puisqu'elle n'apporte rien par rapport à la capture, nous ne verrons donc que la seconde. Cette fonction prend en paramètres l'ID du joystick à interroger ainsi que l'adresse d'une structure JOYINFOEX et renvoie JOYERR_NOERROR quand tout se passe bien. Voyons en détail le contenu de la structure JOYINFOEX :

À la lumière de ces informations, on peut déjà se réjouir en imaginant ce qu'on va pouvoir faire faire à notre manette de jeu. Que dis-je notre baguette magique spéciale PC ;-). Voyons maintenant un peu plus en détail les quelques spécificités de cette structure. Tout d'abord dwButtons : pour connaître l'état d'un bouton, il suffit de lire l'état du bit correspondant : au bouton 1 correspond le bit de poids le plus faible et ainsi de suite jusqu'au 32^e bouton auquel correspond le bit de poids le plus fort. Ensuite, dwPOV : cette variable contient l'orientation du point de vue en centièmes de degrés (90° <=> 9000). Windows fournit cinq constantes correspondant aux positions primaires : JOY_POVCENTERED (-1 : centre), JOY_POVBACKWARD (18000 : arrière), JOY_POVFORWARD (0 : avant), JOY_POVLEFT (27000 : gauche) et JOYPOVRIGHT (9000 : droite). Finalement, il ne nous reste plus qu'à indiquer à Windows quelles sont les informations dont on a besoin, et c'est le rôle de dwFlags. Voici un tableau récapitulatif des drapeaux utilisables.

Les drapeaux suivants fournissent des informations pour calibrer le joystick. Je ne les ai jamais utilisées, alors n'hésitez pas à me faire part de vos expériences afin de compléter ce tutoriel.

Nous allons maintenant mettre ces informations en œuvre pour utiliser le joystick à la place de la souris. Pour plus d'informations, je vous oriente vers mon tutoriel sur le contrôle du clavier et de la souris. Dans cet exemple, je ne ferais aucune vérification quant aux caractéristiques du joystick : je considère que le joystick à contrôler est connu et qu'il n'y aura aucun problème. Si votre périphérique ne prend pas en charge l'une de ces caractéristiques, vous n'aurez qu'à la mettre en commentaire.

#include <windows.h>

#define BOUTON1 1
#define BOUTON2 2
#define BOUTON3 4
#define BOUTON4 8

int CalculerDeplacement(UINT Max, UINT Min, UINT Val);

WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    JOYINFOEX ActualPos; // État actuel et dernier état du joystick
    DWORD dwBoutons; // Masque pour récupérer l'état des boutons
    UINT uMax[2], uMin[2]; // Maximums et minimums de chacun des axes
    UINT uPoolPeriod; // Temps entre deux interrogations du joystick
    JOYCAPS InfosCaps; // Infos sur les capacités du joystick
    BOOL bStop; // Test d'arrêt de la boucle (bouton 4)
    POINT Curseur; // Curseur de la souris

    // initialisation du temps d'attente avec un minimum de 20 millisecondes
    uPoolPeriod = 20;

    if (joyGetDevCaps(JOYSTICKID1, &InfosCaps, sizeof(JOYCAPS)) != JOYERR_NOERROR)
        return 0;

    // Initialisation de la structure informationnelle avec sa taille
    ActualPos.dwSize = sizeof(JOYINFOEX);

    // Initialisation des autres membres que la taille de la structure à 0
    // (Plus rapide que d'affecter 0 à chaque élément. En effet, il est
    // obligatoire que tous les membres soient nuls sous peine d'échec)
    memset(&(ActualPos.dwFlags),0,sizeof(JOYINFOEX) - sizeof(DWORD));
    // Initialisation des variables d'état actuel avant de lancer la boucle
    // de gestion du joystick
    ActualPos.dwFlags = JOY_RETURNALL;
    joyGetPosEx(JOYSTICKID1,&ActualPos);
    dwBoutons = ActualPos.dwButtons;

    bStop = FALSE;

    // Lancement de la gestion du joystick
    while (!bStop)
    {
        // on réinitialise ActualPos avant d'appeler l'API
        // pour savoir la position actuelle du joystick
        memset(&(ActualPos.dwFlags),0,sizeof(JOYINFOEX) - sizeof(DWORD));
        ActualPos.dwFlags = JOY_RETURNALL;
        joyGetPosEx(JOYSTICKID1,&ActualPos);

        // Position du curseur
        GetCursorPos(&Curseur);

        // Gestion de l'axe X
        Curseur.x += CalculerDeplacement(InfosCaps.wXmin, InfosCaps.wXmax, ActualPos.dwXpos);

        // Gestion de l'axe Y
        Curseur.y += CalculerDeplacement(InfosCaps.wYmin, InfosCaps.wYmax, ActualPos.dwYpos);

        // Déplacement du curseur
        SetCursorPos(Curseur.x, Curseur.y);

        // Gestion de la molette avec le point de vue
        if (ActualPos.dwPOV == JOY_POVFORWARD)
            mouse_event(MOUSEEVENTF_WHEEL,Curseur.x,Curseur.y, 120, 0);
        else if (ActualPos.dwPOV == JOY_POVBACKWARD)
            mouse_event(MOUSEEVENTF_WHEEL,Curseur.x,Curseur.y, -120, 0);

        // Test de l'état des boutons
        // on teste l'état du bouton et on agit uniquement
        // si il y a eu un changement d'état
        if ((ActualPos.dwButtons & BOUTON1) && !(dwBoutons & BOUTON1))
            mouse_event(MOUSEEVENTF_LEFTDOWN,Curseur.x,Curseur.y, 0, 0);
        else if (!(ActualPos.dwButtons & BOUTON1) && (dwBoutons & BOUTON1))
            mouse_event(MOUSEEVENTF_LEFTUP,Curseur.x,Curseur.y, 0, 0);

        if ((ActualPos.dwButtons & BOUTON2) && !(dwBoutons & BOUTON2))
            mouse_event(MOUSEEVENTF_MIDDLEDOWN,Curseur.x,Curseur.y, 0, 0);
        else if (!(ActualPos.dwButtons & BOUTON2) && (dwBoutons & BOUTON2))
            mouse_event(MOUSEEVENTF_MIDDLEUP,Curseur.x,Curseur.y, 0, 0);

        if ((ActualPos.dwButtons & BOUTON3) && !(dwBoutons & BOUTON3))
            mouse_event(MOUSEEVENTF_RIGHTDOWN,Curseur.x,Curseur.y, 0, 0);
        else if (!(ActualPos.dwButtons & BOUTON3) && (dwBoutons & BOUTON3))
            mouse_event(MOUSEEVENTF_RIGHTUP,Curseur.x,Curseur.y, 0, 0);

        if (ActualPos.dwButtons & BOUTON4)
            bStop = TRUE;

        dwBoutons = ActualPos.dwButtons;

        // On patiente avant de retester la position du joystick
        Sleep(uPoolPeriod);
    }
    return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------

int CalculerDeplacement(UINT Max, UINT Min, UINT Val)
{
    // On calcule la position actuelle en pourcentage et on en déduit le mouvement
    float PCent = (float)(Val) / (float)(Min - Max) * 100.0;
    PCent -= 50.0;
    PCent /= 10.0;
    if ((PCent < 1) && (PCent > -1))
        PCent = 0.0;

    return (int)(PCent);
}