125
MoveToEx(hdc, 10 + 30 * i, 25, NULL);
LineTo (hdc, 20 + 30 * i, 75);
LineTo (hdc, 30 + 30 * i, 25);
}
EndPaint(hwnd, &ps); return 0;
case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); return 0;
}
return DefWindowProc(hwnd, iMsg, wParam, lParam);
}
Рис. 4.24 Программа ENDJOIN
Программа рисует три фигуры типа буквы V широкой линией, используя стили концов и мест соединения в порядке, указанном выше. Программа также выводит три одинаковых линии, используя стандартное черное перо. Это сделано для того, чтобы показать, насколько широкие линии отличаются от обычных тонких линий. Результат работы программы приведен на рис. 4.25.
Рис. 4.25 Вид экрана программы ENDJOIN.
Есть надежда, что теперь вам стало понятно, почему Windows 95 поддерживает функцию StrokePath: Когда вы рисуете две линии отдельно, GDI рисует концы каждой из них. Если же они входят в путь, определенный в GDI, то линии рисуются с местом их соединения.
Bits and Blts
Битовые или растровые образы (bitmap) представляют собой один из двух методов хранения графической информации в программах для Windows 95. Битовый образ — это цифровое представление изображения. Каждый пиксель соответствует одному или более битам в растровом образе. Монохромные битовые образы требуют всего один бит для хранения информации об одном пикселе; цветные битовые образы требуют дополнительных битов для представления цвета каждого пикселя. Второй формой хранения графической информации является метафайл (metafile), его мы рассмотрим в этой главе позднее. Метафайл — это описание изображения, а не его цифровое представление.
Битовые образы и метафайлы занимают свое определенное место в компьютерной графике. Битовые образы чаще всего используются для хранения очень сложных изображений реального мира, таких как цифровые фотографии или видеоролики. Метафайлы более удобны для хранения изображений, выполненных человеком или компьютером, таких как архитектурные чертежи. И битовые образы и метафайлы могут находиться в памяти, могут быть сохранены на диске в виде файлов, могут передаваться между приложениями Windows через буфер обмена
(clipboard).
Вы можете строить битовые образы вручную, используя программу Paint из официальной версии Windows 95. Затем вы включаете их в качестве ресурсов в файл описания ресурсов и загружаете в программу, используя
126
функцию LoadBitmap, как показано в главе 9. В главе 10 мы увидим, как битовые образы могут использоваться вместо текста в меню. Они могут также использоваться для создания кистей.
Битовые образы имеют два существенных недостатка. Во-первых, они очень зависимы от оборудования. Большинство реальных устройств — цветные. Представление цветного битового образа на монохромном устройстве часто неудовлетворительно. Другая проблема состоит в том, что битовые образы часто рассчитаны на конкретное разрешение и коэффициент сжатия изображения. Хотя битовые образы могут быть и растянуты и сжаты, это требует, соответственно, либо дублирования, либо перемещения строк или столбцов пикселей, и может привести к искажениям изображения. Метафайл может быть преобразован практически к любому размеру без искажений.
Вторым существенным недостатком битовых образов является то, что для их хранения требуется много памяти. Например, битовый образ, представляющий экран 16-цветного дисплея VGA в режиме 640х480 пикселей, требует 150 килобайт. Метафайлы обычно требуют значительно меньше памяти, чем битовые образы. Размер памяти для битового образа зависит от размера изображения и числа цветов, в нем содержащихся. Размер памяти для метафайла зависит от сложности изображения и конкретного числа инструкций GDI для его воспроизведения.
Единственное преимущество битовых образов над метафайлами — это, конечно, скорость. Копирование битовых образов на экран обычно осуществляется значительно быстрее, чем воспроизведение метафайла.
Цвета и битовые образы
Каждый пиксель изображения соответствует одному или более битам битового образа. Для представления монохромного изображения требуется один бит на пиксель. Для представления цветного изображения требуется более одного бита на пиксель. Число цветов, которые могут быть представлены в битовом образе равно 2 в степени "число битов на пиксель". Например, для представления 16 цветов в битовом образе требуется 4 бита на пиксель, для представления 256 цветов — 8 битов на пиксель. Для полноцветного битового образа необходимо 24 бита на пиксель, по 8 битов для каждого из цветов RGB — красного, зеленого, синего.
До появления версии Windows 3.0 объектами GDI были только битовые образы, поддерживаемые Windows. Работа с ними осуществлялась через описатель битового образа. Эти битовые образы были либо монохромными, либо имели такую же цветовую структуру, как и реальные графические устройства вывода, например, видеотерминал. Битовый образ, совместимый с 16-цветным VGA, имел, соответственно, четыре цветовых плоскости. Проблема заключалась в том, что эти цветные битовые образы не могли быть сохранены и использованы на графических устройствах вывода, имеющих иную цветовую организацию, например, на устройстве, имеющем 8 бит на пиксель, и способном воспроизвести 256 цветов.
Начиная с Windows 3.0, был введен новый формат битовых образов, названный независимым от устройства битовым образом (device independent bitmap) или DIB. В DIB содержалась таблица цветов, отражавшая соответствие двоичного представления пикселей цветам RGB. DIB могут быть выведены на любом растровом графическом устройстве. Проблема состоит только в том, что цвета из DIB должны быть преобразованы к ближайшим цветам, которые реально может воспроизвести устройство.
Битовые образы, не зависящие от устройства (DIB)
Формат DIB называют независящим от устройства потому, что он содержит таблицу цветов. Таблица цветов описывает то, как значения пикселей преобразуются в значения RGB цветов. Эта таблица цветов не обязательно может быть совместимой с конкретным графическим устройством вывода. Формат DIB — это расширенный формат битового образа, поддерживаемого в OS/2 1.1 Presentation Manager. Заголовочные файлы Windows содержат некоторые структуры для работы с битовыми образами OS/2.
После введения DIB битовые образы — объекты GDI, стали иногда именоваться "зависимыми от устройства" битовыми образами (device dependent bitmap) (DDBs). Они зависят от устройства потому, что они должны быть совместимы с конкретным устройством графического вывода. DIB не является объектом GDI. GDI не может хранить DIB. Поддержку DIB в блоке памяти должна осуществлять ваша программа. Если DIB становится объектом GDI, он сразу преобразуется в зависящий от устройства битовый образ, совместимый с реальным устройством вывода. DIB в основном применяются для обмена между программами. Они могут передаваться между программами путем записи в файл или путем копирования в буфер обмена.
DIB может быть преобразован в зависящий от устройства битовый образ и являющийся объектом GDI; в этом случае информация о цветах, независящая от устройства, теряется. Битовый образ — объект GDI может также использоваться для построения DIB. В этом случае DIB будет содержать таблицу цветов, совместимую с тем графическим устройством вывода, с которым совместим битовый образ — объект GDI.
Если вам необходимо сохранить информацию битового образа в файле или прочитать файл битового образа или передать информацию битового образа с помощью буфера обмена в формате, независящем от устройства, то нужен DIB. Однако, если вам необходимо только создать или использовать монохромные битовые образы, или,
127
если вам в вашей собственной программе нужны битовые образы, совместимые с дисплеем, то в этом случае проще использовать битовые образы как объекты GDI.
Файл DIB
Вы можете создать независящий от устройства битовый образ, и сохранить его в файле на диске, используя Microsoft Developer Studio или программу Paint, входящую в официальную версию Windows 95. Чаще всего эти файлы имеют расширение .BMP, хотя некоторые DIB могут храниться в файлах с расширением .DIB.
Файл DIB начинается с секции заголовка, определенной структурой BITMAPFILEHEADER. Эта структура имеет пять полей:
Поле |
Размер |
Описание |
bfType |
WORD |
Байты"BM" для битовых образов |
bfSize |
DWORD |
Общий размер файла |
bfReserved1 |
WORD |
Установлено в 0 |
bfReserved2 |
WORD |
Установлено в 0 |
bfOffBits |
DWORD |
Смещение битов битового образа от |
|
|
начала файла |
За этой информацией следует другой заголовок, определенный структурой BITMAPINFOHEADER. Структура имеет 11 полей:
Поле |
Размер |
Описание |
biSize |
DWORD |
Размер структуры в байтах |
biWidth |
LONG |
Ширина битового образа в пикселях |
biHeight |
LONG |
Высота битового образа в пикселях |
biPlanes |
WORD |
Установлено в 1 |
biBitCount |
WORD |
Число битов цвета на пиксель (1, 4, 8, 24) |
biCompression |
DWORD |
Схема компрессии (если нет — 0) |
biSizeImage |
DWORD |
Размер битов битового образа в байтах (нужен |
biXPelsPerMeter |
|
только при компрессии) |
LONG |
Разрешение в пикселях на метр по горизонтали |
|
biYPelsPerMeter |
LONG |
Разрешение в пикселях на метр по вертикали |
biClrUsed |
DWORD |
Число цветов, используемых в изображении |
biClrImportant |
DWORD |
Число важных цветов в изображении |
Все поля, следующие за полем biBitCount, могут быть по умолчанию установлены в 0 (или их может вообще не быть в файле). В этом случае длина структуры будет равна 16 байтам. Кроме описанных выше полей, она может также содержать дополнительные поля.
Если biClrUsed установлено в 0 и число битов цвета на пиксель равно 1, 4 или 8, то за структурой BITMAPINFOHEADER следует таблица цветов, состоящая из двух или более структур RGBQUAD. Структура RGBQUAD определяет значение RGB цвета:
Поле |
Размер |
Описание |
rgbBlue |
BYTE |
Интенсивность голубого |
rgbGreen |
BYTE |
Интенсивность зеленого |
rgbRed |
BYTE |
Интенсивность красного |
rgbReserved |
BYTE |
Равно 0 |
Число структур RGBQUAD обычно определяется значением поля biBitCount : 2 структуры RGBQUAD при 1 цветовом бите, 16 при 4 цветовых битах, 256 при 8 битах цвета. Однако, если значение в поле biClrUsed не равно нулю, то в нем содержится число структур RGBQUAD, входящих в таблицу цветов.
За таблицей цветов следует массив битов, определяющих битовый образ. Этот массив начинается с нижней строки пикселей. Каждая строка начинается с самого левого пикселя. Каждый пиксель представлен 1, 4, 8 или 256 битами. Для монохромных битовых образов с 1 битом цвета на пиксель первый пиксель в каждой строке представляется наиболее значащим битом первого байта в каждой строке. Если этот бит равен 0, то цвет пикселя определяется из первой структуры RGBQUAD таблицы цветов. Если он равен 1, то цвет пикселя определяется из второй структуры RGBQUAD таблицы цветов.
Вслучае 16-цветного битового образа с 4 битами на пиксель первый пиксель каждой строки представляется четырьмя самыми значащими битами первого байта в каждой строке. Цвет каждого пикселя определяется путем использования этого 4-х битного значения как индекса для любого из 16 входов таблицы цветов.
Вслучае 256-цветного битового образа каждый байт соответствует одному пикселю. Цвет каждого пикселя определяется путем использования этого 8-ми битного значения как индекса для любого из 256 входов таблицы цветов.
128
Если битовый образ содержит 24 бита для представления цвета одного пикселя, то каждый набор из 3-х байтов — это RGB-цвет пикселя. Таблица цветов отсутствует, если значение поля biClrUsed структуры BITMAPINFOHEADER не равно 0.
В любом случае, каждая строка данных битового образа имеет размер, кратный 4 байтам. Для удовлетворения этого требования, если необходимо, строка расширяется вправо.
Формат битового образа, поддерживаемый в OS/2 1.1 и более поздних версиях — очень похож. Он начинается с структуры BITMAPFILEHEADER, а затем следует структура BITMAPCOREHEADER, имеющая размер 12 байтов. (Вы можете определить, когда файл битового образа имеет этот формат или формат Windows, проверив первое поле этой структуры.) Таблица цветов состоит из структур типа RGBTRIPLE, а не структур типа RGBQUAD.
Начиная с Windows 95, определен третий информационный заголовок, называемый BITMAPV4HEADER. (Windows 95 также известна как Windows 4.0, следовательно V4 означает "version 4".) Он содержит некоторую дополнительную информацию для правильного воспроизведения цветов на различных устройствах.
Упакованный формат хранения DIB
Если имеется файл DIB, который нужно прочитать в Windows-программе, вы можете считать его непосредственно в блок выделенной памяти. Этот блок известен как "Упакованный формат хранения DIB" (The packed-DIB Memory format). Он содержит все компоненты файла DIB, кроме структуры BITMAPFILEHEADER. Таким образом, этот блок памяти начинается со структуры информационного заголовка, затем следует таблица цветов (если она существует), затем непосредственно биты битового образа. Упакованный формат хранения DIB используется для копирования DIB в/из буфера обмена.
Вы можете также использовать упакованный формат хранения DIB для отображения битовых образов на экране,
используя функции SetDIBitsToDevice или StretchDIBits, для создания кисти на базе DIB (CreateDIBPatternBrush) или для создания зависящего от устройства GDI битового образа (device dependent GDI bitmap) из DIB (CreateDIBitmap).
В любом случае вам следует вычислить адрес в глобальном блоке памяти, с которого начинаются биты битового образа. Вы можете это сделать, проверив поля структуры информационного заголовка и определив размер таблицы цветов.
Отображение DIB
Windows имеет две функции для отображения DIB из блока памяти, хранящего упакованный формат DIB. Основная функция — это StretchDIBits, которая позволяет сжимать и растягивать битовый образ, и которая может реализовывать различные растровые операции, описываемые далее в этой главе. Функция SetDIBitsToDevice немного проще, поскольку она отображает битовый образ без растяжения или сжатия и не реализует растровые операции.
Обеим функциям требуется указатель на структуру BITMAPINFOHEADER — начало блока памяти DIB, и указатель на биты битового образа. Функция StretchDIBits обладает большими возможностями — позволяет вам отображать на экране любой прямоугольник с битовым образом с заданными логическими шириной и высотой.
Преобразование DIB в объекты "битовые образы"
Если у вас 16-ти или 256-цветный дисплей, и вы хотите отобразить на нем полноцветный, 24 бита на пиксель, битовый образ, то вы заметите, что требуется некоторое время для его отображения. Это происходит потому, что драйвер устройства должен выполнить поиск ближайшего цвета для каждого пикселя битового образа.
Вы можете увеличить скорость отображения, преобразовав DIB в зависящий от устройства GDI битовый образ, используя функцию CreateDIBitmap. Поиск ближайшего цвета будет выполнен только один раз, а затем объект — битовый образ получит формат, соответствующий формату дисплея.
Несмотря на имя, функция CreateDIBitmap не строит DIB. Она создает зависящий от устройства объект GDI — битовый образ из описания DIB и возвращает описатель этого объекта. Этот битовый образ GDI совместим с устройством графического вывода, описатель которого передается функции в качестве первого параметра. Как и при отображении DIB, GDI должен преобразовать цвета, независящие от устройства, в цвета конкретного устройства.
Вслед за этим вызовом вы можете отображать битовый образ, выбирая его в контекст памяти (memory device context), и используя функцию BitBlt, как показано ниже в этой главе.
Вы можете также использовать функцию CreateDIBitmap для создания неинициализированного битового образа — объекта GDI:
hBitmap = CreateDIBitmap(hdc, &bmih, 0, NULL, NULL, 0);