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认识HBITMAP与Bmp操作(整内存拷贝版)

2009-3-29 21:14:32 | 发布:zwqxin

在上一篇里谈及了BMP文件结构的一些要点以及基于逐像素印屏版的BMP文件操作，本篇将涉及以直接Blit内存的技术显示BMP图片于Windows窗口的“快速版本”，这委实需要花时间去寻找资料，理解，应用，发现问题，除BUG。但是这不正是学习的乐趣么？——ZwqXin.com 上篇见：
Bmp文件的结构与基本操作(逐像素印屏版)

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      原文地址：http://www.zwqxin.cn/archives/image-processing/bmp-operate-copy-memory.html

要知道，窗口的那个循环每次都要把像素一个一个打印到屏幕窗口里（通过简单地SetPixel），你移动一下窗口都会感受到那彻骨的延迟：怎么可以这么慢！要是我去计算FPS，那可真可能是只有几帧/秒。但是我的WIN32得依附于那个基于帧的循环啊！惟有用别的方法去处理BMP数据了。

Blit这个词给我的印象很深刻。首先是glBlitFramebufferEXT（见：OpenGL怎样近似进行同时到FBO和屏幕的渲染）见识这种技术的厉害，其次是WINDOWS游戏编程大师技巧第6章里提到DIRECTDRAW的blit技术。恩，其实都是一样的东西（这个......或许是吧）。预先把希望屏幕窗口显示的内容放在一块跟屏幕等大内存里，需要显示的时候直接把这块内存的数据一次过映射到屏幕......在读入BMP时，BMP数据的保存位置跟上篇不一样，不再是一个COLORREF的数组了，而是一个专门被指名要做Blit的内存，这都在BMP的载入过程完成——对一次BMP载入只执行一次。在WIN32程序循环里要显示图片的时候，直接从该内存BLIT出像素数据到屏幕上就好了。

恩，说起来简单，做起来不那么容易。指名？我能办到？不太可能吧。所谓的指名，还是得交给WINDOWS来做。的确，又要沉浸在WIN32的API里了……HBITMAP，跟什么HPEN啊HBRUSH啊的一样，是一种Object（WINDOWS里的对象）的句柄，干脆叫位图句柄。如果我们把我们的BITMAP_FILE转变为一个能用HBITMAP描述的(WINDOWS认得的)对象，我们就有方法用WIN32的BitBlt或StretchBlt函数API，来把HBITMAP描述的对象所在内存区域拷贝到屏幕。

首先，跳过前戏：

  1. bool OperateBMP::LoadBmp(const char *filename)
  2. {
  3.  
  4.     ifstream fileBmp;
  5.     fileBmp.open(filename,ios::binary);
  6.  
  7.     if (!fileBmp)
  8.     {
  9.         MessageBox(NULL, "无法打开喔", "XinXin's WinMain", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
  10.         fileBmp.close();
  11.         return false;
  12.     }
  13.     
  14.  
  15.    fileBmp.read( (char*)&bitmap.bitmapheader, sizeof(BITMAPFILEHEADER) );
  16.  
  17.    if(bitmap.bitmapheader.bfType != 0x4D42)
  18.    {
  19.         fileBmp.close();
  20.         MessageBox(NULL, "不是0x4D42-BMP", "XinXin's WinMain", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
  21.         return false;
  22.    }
  23.  
  24.    fileBmp.read( (char*)&bitmap.bitmapinfoheader, sizeof(BITMAPINFOHEADER) );
  25.    BmpBit = bitmap.bitmapinfoheader.biBitCount;
  26.  
  27.    if(bitmap.bitmapinfoheader.biSizeImage > 0)
  28.        BmpDataSize = bitmap.bitmapinfoheader.biSizeImage;
  29.    else
  30.        BmpDataSize = bitmap.bitmapinfoheader.biWidth * 
  31. bitmap.bitmapinfoheader.biBitCount * bitmap.bitmapinfoheader.biHeight;
  32. //（TO BE CONTINUED）

因为基于与设备有关（<=8BIT时需要）或无关（>8BIT时需要），建立对应HBITMAP的方法不同，我先说后一种情况：

  1. （接TO BE CONTINUED处）
  2.  
  3.    fileBmp.seekg((BmpDataSize)*(-1), ios::end);
  4.  
  5.    bitmap.buffer = new UCHAR[BmpDataSize];
  6.    memset(bitmap.buffer,0,BmpDataSize);
  7.  
  8.     BmpDC = CreateCompatibleDC(DrawDeviceHandler);
  9.  
  10.   //if  BmpBit > 8
  11.     if(bitmap.buffer != NULL)bitmap.buffer = NULL;  
  12.     mBMP = CreateDIBSection(BmpDC, (BITMAPINFO *)&bitmap.bitmapinfoheader, 
  13.     DIB_RGB_COLORS, (void **)&bitmap.buffer, NULL, 0);
  14.  
  15.    fileBmp.read( (char*)bitmap.buffer, bitmap.bitmapinfoheader.biSizeImage );
  16.  
  17.    fileBmp.close();
  18. ....//主要的载入操作完毕
  19. }
  20. //上面用到主要的的成员变量：
  21.     BITMAP_FILE bitmap;
  22.     HDC BmpDC;
  23.     HBITMAP mBMP;
  24.  
  25.     HDC  DrawDeviceHandler; 

看见了吗？在读入BMP数据区的数据之前，建立一个基于内存的DC：BmpDC，它兼容于我们要显示BMP图像的屏幕窗口（DrawDeviceHandler是窗口客户区DC哦）。然后在我们自己的BITMAP_FILE 的数据区被填充数据前，用CreateDIBSection建立一个HBITMAP。由它创建的HBITMAP描述的是一个DIB（与设备无关，独立的一个BITMAP），所需要的参数不言自明，其中倒数第3个就是数据区的“起始地址的地址”了。记住，只有先建立了这个DIB的Section，之后填充的数据才有效，所以对设备无关之DIB要在CreateDIBSection后才能加载真正的数据！（我可是绕了弯，现在你看到这篇拙作希望你能少绕弯~）之后，在显示部分SelectObject(BmpDC, mBMP)后用BitBlt这一个函数就能搞掂传图的工作。

DIB与DDB，可以参考这里。我的理解就是，前者独立于你的系统设备，就如同一张BMP格式的图片一样，你传送到谁的电脑上，他/她的电脑设备如何不要紧，只要他有打开BMP的软件（例如XP自带的画图程序）就能查看这张BMP，而且不会看到有什么不同，因为数据是一样的。而DDB（设备相关图）则依赖于系统设备，换言之，它不能离开设备而独立存在，是一种WINDOWS内部对一堆像素颜色信息的抽象表示。对于DIB（WINDOWS可直接操作的位图结构），我们用CreateDIBSection建立而返回一个HBITMAP描述的OBJECT；对于DDB，我们用CreateDIBitmap来创建（事实上我也觉得它这名字不好，既然创建DDB为什么还标个DIB上去捏~）。

8位位图有一个调色板，调色板这东西其实很复杂。我的理解就是，大体来说，除了图片内置的调色板外，还有每个绘图环境（DC）都有属于它的一个逻辑调色板，然后系统自己也有一个。上篇说过，非灰度图的8BIT图片数据区里那个“像素对应之BYTE”对应着调色板数组，数组每个元素标识一种颜色。问题在于“颜色”两字，这里正确的说法是“颜色值”，譬如（25，255，0）。但是，系统怎么会认得调色板里的（25，255，0）就是黄色？之前上篇里做法是把颜色转移到一个COLORREF数组里，然后当你通过窗口DC调用RGB（*，*，*）的时候，系统会认得RGB宏，认得COLORREF（它自己的数据结构嘛）；在之前的8位以上BMP里，DIB与系统无关，什么调色板它不认识，直接跟系统对话了：我要XXX颜色（我要说的是，这只是表面看上去如此而已，背地里干了什么勾当呢？阴笑）。但是8BIT图（或以下）的调色板没有那个能耐，它需要在映射到屏幕窗口DC后，由该DC的逻辑调色板去跟系统调色板通话，请求系统调色板“放权”，以获得系统规定的正确颜色。（具体请参考：http://cs.ccnu.edu.cn/datastruct/download/waiweikecheng/VC/chap11_1.htm）

在ZwqXin大费周折后，8BIT图象的正确载入与显示弄出来了：

  1. //（接TO BE CONTINUED处）
  2. //if   BmpBit <= 8
  3.        fileBmp.read( (char*)bitmap.palette, 256*sizeof(PALETTEENTRY) );
  4.  
  5.        LOGPALETTE *logPal;
  6.        logPal=(LOGPALETTE*)new BYTE[sizeof(LOGPALETTE)+sizeof(PALETTEENTRY)*256];    
  7.        logPal->palVersion = 0x300;
  8.        logPal->palNumEntries = 256;
  9.        for (int i = 0;  i < logPal->palNumEntries;  i++)
  10.          logPal->palPalEntry[i]   = bitmap.palette[i];
  11.  
  12.        mPalette = CreatePalette(logPal); 
  13.  
  14.  
  15.        HPALETTE oldpal = NULL;
  16.        if(mPalette)
  17.        {
  18.         oldpal = SelectPalette(DrawDeviceHandler, mPalette, FALSE);
  19.         RealizePalette(DrawDeviceHandler);
  20.        }
  21.  
  22.  
  23.    fileBmp.seekg((BmpDataSize)*(-1), ios::end);
  24.  
  25.    bitmap.buffer = new UCHAR[BmpDataSize];
  26.    memset(bitmap.buffer,0,BmpDataSize);
  27.  
  28.  
  29.     BmpDC = CreateCompatibleDC(DrawDeviceHandler);
  30.    fileBmp.read( (char*)bitmap.buffer, bitmap.bitmapinfoheader.biSizeImage );
  31.  
  32.        mBMP = CreateDIBitmap(DrawDeviceHandler,&bitmap.bitmapinfoheader,CBM_INIT,bitmap.buffer,(BITMAPINFO*)&bitmap.bitmapinfoheader, DIB_RGB_COLORS);
  33.     
  34. fileBmp.close();
  35. ....//主要的载入操作完毕
  36. }
  37. //上面用到主要的的成员变量：
  38.     BITMAP_FILE bitmap;
  39.     HDC BmpDC;
  40.     HBITMAP mBMP;
  41.     HPALETTE mPalette;
  42.  
  43.     HDC  DrawDeviceHandler; 

步骤是这样的：我们读入BMP文件的调色板，然后根据它建立一个逻辑调色板结构（LOGPALETTE），也就是要给窗口DC看的那样东西（创建过程就是给LOGPALETTE结构填充信息），HPALETTE mPalette同样是个描述调色板OBJECT的句柄（调色板句柄）——我们通过CreatePalette（LOGPALETTE  logpal）函数建立一个实际的WINDOWS认识的逻辑调色板OBJECT。SelectPalette把逻辑调色板选入到要使用它的DC中（这里就是我们的当前的屏幕窗口DrawDeviceHandler啦），然后RealizePalette把该逻辑调色板实现到系统调色板中（跟系统交涉）。

之后的步骤就跟建立DIB差不多了。不过用的是建立设备无关图DDB的CreateDIBitmap，参数也是不言自明的，但注意这次要把数据读入放在建立DDB之前哦，不然它不知道具体的要用到调色板的哪些颜色的。对了，建立的是DDB口牙，这BitBlt呀StretchBlt的能读它咩？其实在读之前把BMP位图的内存DC和窗口屏幕DC都匹配这个逻辑调色板mPalette就万无一失了。诶？不是之前已经匹配过了吗？是的，所以我去掉这步也还能正确读8BIT图。但是对我这种小菜鸟来说，万一嘛万一....

  1.  void OperateBMP::ShowBmp(int oriXpos, int OriYpos, int width, int height)
  2. { 
  3. if(BmpBit <= 8)
  4.           {
  5.               HPALETTE OldPal1 = NULL;
  6.               HPALETTE OldPal2 = NULL;
  7.               if (mPalette)
  8.               {
  9.               OldPal1 = SelectPalette(BmpDC, mPalette, FALSE);
  10.               OldPal2 = SelectPalette (DrawDeviceHandler, mPalette, FALSE);
  11.               }
  12.           }
  13.  
  14.             SelectObject(BmpDC, mBMP);
  15.           BitBlt(DrawDeviceHandler, oriXpos, OriYpos, IMAGE_Width, IMAGE_Height, BmpDC, 0,0, SRCCOPY);
  16. }

这里的ShowBmp在客户区指定起点，尺寸（最好是原图尺寸，原图过大客考虑换用StretchBlt传图，能调节BLIT的目标大小哦）显示图片——把它放WIN32循环里吧！

保存步骤跟上篇差不多的（注意8BIT图要保存埋原调色板），不重复了。好吧，我好累，好累，真的累死了.....

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