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GDI基本概念及思想

編寫代碼的一般步驟：先用CreateDC創(chuàng)建（或GetDC獲取）device content（DC）,然后用GetObject獲?。ɑ蚴褂脛?chuàng)建object的函數(shù)創(chuàng)建）需要的object，并用SelectObject將獲取的object選入device content(DC),再使用object進(jìn)行相應(yīng)的畫圖操作，最后用SelectObject將原來的object重新選入DC，并delete或release刪除或釋放前面創(chuàng)建或獲取的DC。

1.    關(guān)于device context (DC)設(shè)備內(nèi)容：用來顯示位圖的地方.

四種設(shè)備內(nèi)容:顯示器設(shè)備內(nèi)容、打印機(jī)設(shè)備內(nèi)容、內(nèi)存設(shè)備內(nèi)容、Information設(shè)備內(nèi)容，常用的有顯示器DC和內(nèi)存DC.

Device Context Types: There are four types of DCs: display, printer, memory (or compatible), and information.

其中需要注意的一種類型是: Memory Device Contexts，將在bitmap處理中詳細(xì)介紹。

創(chuàng)建和獲取DC的相關(guān)函數(shù):

CreateDC,CreateCompatibleDC,GetDC,GetCurrentDC.

其中CreateCompatibleDC用于創(chuàng)建內(nèi)存設(shè)備內(nèi)容.

刷新、釋放和刪除DC的相關(guān)函數(shù):

ResetDC,ReleaseDC,DeleteDC.前者當(dāng)DC有變動(dòng)時(shí)用來重置DC,后者用來釋放使用萬完的DC.

DeleteDC與CreateDC對應(yīng)使用
ReleaseDC與GetDC對應(yīng)使用

2.關(guān)于graphical object（GDI objects）：

包括:pen,brush,bitmap,palette,region,path.

獲取、選擇和刪除object的相關(guān)函數(shù)：

GetObject，GetCurrentObject，SelectObject，DeleteObject。

關(guān)于SelectObject需要注意的地方：在使用完object后需要將原來默認(rèn)的object重新選入DC替換掉新的object，bitmap只可以選入"內(nèi)存DC",一個(gè)bitmap不能同時(shí)選入多個(gè)DC.

This function returns the previously selected object of the specified type. An application should always replace a new object with the original, default object after it has finished drawing with the new object. An application cannot select a bitmap into more than one DC at a time.

如果object是創(chuàng)建的，則使用完后必須刪除創(chuàng)建的object，創(chuàng)建object的一些函數(shù)如下：

下面重點(diǎn)介紹GDI中關(guān)于bitmap的處理：

關(guān)于Bitmap和Device Context:

1.關(guān)于bitmap的一些基本概念:

DIB:設(shè)備無關(guān)位圖。

DDB:設(shè)備相關(guān)位圖。

掃描順序scan order:bottom-up DIB和top-down DIB。

DDB總是top-down的.

2.    關(guān)于drawing surface:

可以理解為繪制圖象的區(qū)域,程序調(diào)用CreateDC或GetDC后，系統(tǒng)在返回DC句柄（handle）前先將一個(gè)drawing surface（繪制區(qū)域）選入DC，再返回DC句柄，后面進(jìn)行的繪制操作將限制在這個(gè)drawing surface（繪制區(qū)域）中。例如：如果使用CreateDC創(chuàng)建一個(gè)關(guān)于顯示器的DC（device content），那么繪制區(qū)域?yàn)轱@示器的整個(gè)屏幕，而如果使用GetDC獲取一個(gè)對話框窗口或客戶區(qū)的DC，那么繪制區(qū)域則為對話框窗口或客戶區(qū)。

To creates a DC, call the CreateDC function; to retrieve a DC, call the GetDCfunction. Before returning a handle that identifies that DC, the system selects a drawing surface into the DC. If the application called the CreateDC function to create a device context for a VGA display, the dimensions of this drawing surface are 640-by-480 pixels. If the application called the GetDC function, the dimensions reflect the size of the client area.

3.關(guān)于內(nèi)存設(shè)備內(nèi)容。

因?yàn)榕c某個(gè)具體的device content相關(guān)，所以又叫作compatible device context.可以象操作其它device content一樣操作它，效果相同，唯一的區(qū)別是它不會顯示出來，必須用BitBlt之類的函數(shù)將它的內(nèi)容COPY（復(fù)制）到它相關(guān)的具體device content中才能顯示出來。它的主要目的是用來暫存圖象數(shù)據(jù)。

It is an array of bits in memory that an application can use temporarily to store the color data for bitmaps created on a normal drawing surface. Because the bitmap is compatible with the device, a memory DC is also sometimes referred to as a compatibledevice context.

使用CreateCompatibleDC創(chuàng)建Memory Device Contexts。

4.關(guān)于bitmap的創(chuàng)建。

一些關(guān)于bitmap創(chuàng)建的函數(shù)：

CreateBitmap, CreateBitmapIndirect兩個(gè)基本相同，都創(chuàng)建DDB（device-

dependent bitmap），只能使用selectobject將創(chuàng)建的bitmap選入相關(guān)的（具有相同格式）device。

CreateCompatibleBitmap和CreateDIBitmap也都創(chuàng)建DDB，但前者指定了一個(gè)相關(guān)的device，而后者是從一個(gè)DIB創(chuàng)建DDB.

CreateDIBSection才真正創(chuàng)建DIB.

其中BitBlt和StretchBlt和StretchDIBvits用來真正顯示bitmap，而

LoadBitmap則用來加載資源文件中的bitmap。

5.關(guān)于bitmap的存儲。

The established bitmap file format consists of a BITMAPFILEHEADER structure followed by a BITMAPINFOHEADER, BITMAPV4HEADER, or BITMAPV5HEADER structure. An array ofRGBQUAD structures (also called a color table) follows the bitmap information header structure. The color table is followed by a second array of indexes into the color table (the actual bitmap data).

The bitmap file format is shown in the following illustration.

圖一

可以看出bitmap由BITMAPFILEHEADER+BITMAPINFOHEADER(或其它bitmap header結(jié)構(gòu))+顏色表+指向顏色表的實(shí)際圖象數(shù)據(jù)組成。

下面主要來看一看bitmap的四個(gè)組成部分：

一、關(guān)于BITMAPFILEHEADER結(jié)構(gòu):

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {

  WORD    bfType;

  DWORD   bfSize;

  WORD    bfReserved1;

  WORD    bfReserved2;

  DWORD   bfOffBits;

} BITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;

Members

bfType

指定文件類型，必須是0x424D，即字符串“BM”，也就是說所有.bmp文件的頭兩個(gè)字節(jié)都是“BM”。

Specifies the file type, must be BM.

bfSize

指定文件大小，包括這14個(gè)字節(jié)。單位：bytes。

Specifies the size, in bytes, of the bitmap file.

bfReserved1

Reserved; must be zero.

bfReserved2

Reserved; must be zero.

bfOffBits

為從文件頭到實(shí)際的位圖數(shù)據(jù)的偏移字節(jié)數(shù)，即圖一中前三個(gè)部分的長度之和。

Specifies the offset, in bytes, from the beginning of the BITMAPFILEHEADER structure to the bitmap bits.

二、關(guān)于BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu):

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

  DWORD  biSize;

  LONG   biWidth;

  LONG   biHeight;

  WORD   biPlanes;

  WORD   biBitCount;

  DWORD  biCompression;

  DWORD  biSizeImage;

  LONG   biXPelsPerMeter;

  LONG   biYPelsPerMeter;

  DWORD  biClrUsed;

  DWORD  biClrImportant;

} BITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;

Members

biSize

此結(jié)構(gòu)（BITMAPINFOHEADER）的大小，單位：byte。

Specifies the number of bytes required by the structure.

biWidth

bitmap的寬，單位：pixel。

Specifies the width of the bitmap, in pixels.

biHeight

bitmap的高，單位：pixel。

Specifies the height of the bitmap, in pixels.

biPlanes

目標(biāo)設(shè)備（即bitmap最終繪制的設(shè)備）平面的數(shù)目。一般為1，例如顯示器和打印機(jī)都只有一個(gè)顯示平面，對話框窗口和客戶區(qū)也只有一個(gè)面，因此biPlanes的值必須設(shè)為1.

Specifies the number of planes for the target device. This value must be set to 1.

biBitCount

表示一個(gè)像素的顏色需要用到的位數(shù)，取決于bitmap的顏色數(shù)目（biBitCount 和bitmap顏色數(shù)目的關(guān)系：2^ biBitCount等于bitmap的顏色數(shù)目，很簡單，因?yàn)槎M(jìn)制1 bit（位）只能表示2^1即兩個(gè)值，2位可以表示2^2個(gè)值……）。例如，如果是黑白二色圖，則表示一個(gè)像素的顏色只需要1位，即biBitCount為1，如果bitmap是16色的話，則每一個(gè)像素需要4位才能表示其顏色。

常用的值為1(黑白二色圖), 4(16色圖), 8(256色), 24(真彩色圖)

單位：bits。

biCompression

指定位圖是否壓縮，有效的值為BI_RGB，BI_RLE8，BI_RLE4，BI_BITFIELDS(都是一些Windows定義好的常量)。要說明的是，Windows位圖可以采用RLE4和RLE8的壓縮格式，但用的不多。一般bitmap為第一種不壓縮的情況，即biCompression為BI_RGB的情況。

biSizeImage

指定實(shí)際的位圖數(shù)據(jù)占用的字節(jié)數(shù)，如果biCompression為BI_RGB，則該項(xiàng)可能為零。因?yàn)锽I_RGB為不壓縮，所以biSizeImage其實(shí)也可以從以下的公式中計(jì)算出來：

biSizeImage=biWidth’ × biHeight

要注意的是：上述公式中的biWidth’必須是4的整倍數(shù)(所以不是biWidth，而是biWidth’，表示大于或等于biWidth的，最接近4的整倍數(shù)。舉個(gè)例子，如果biWidth=240，則biWidth’=240；如果biWidth=241，biWidth’=244)。如果biCompression為壓縮值，則上面的等式不成立。

單位：bytes。

biXPelsPerMeter

指定目標(biāo)設(shè)備的水平分辨率，單位是每米的象素個(gè)數(shù)。

biYPelsPerMeter

指定目標(biāo)設(shè)備的垂直分辨率，單位同上。

biClrUsed

指定本圖象實(shí)際用到的顏色數(shù)，即顏色表（或調(diào)色板）中顏色的數(shù)目。如果該值為零，則用到的顏色數(shù)為2^biBitCount。

biClrImportant

指定本圖象中重要的顏色數(shù)，如果該值為零，則認(rèn)為所有的顏色都是重要的。

三、關(guān)于顏色表（即調(diào)色板palette）

The RGBQUAD structure describes a color consisting of relative intensities of red, green, and blue.

RGBQUAD結(jié)構(gòu)用來表示顏色，bitmap結(jié)構(gòu)的第三部分是一個(gè)RGBQUAD數(shù)組，數(shù)組中元素的數(shù)目就是bitmap的顏色數(shù)，也就是說數(shù)組中每一個(gè)元素（每一個(gè)RGBQUAD）代表一種顏色。RGBQUAD結(jié)構(gòu)的大小為4字節(jié)，所以bitmap第三部分調(diào)色板的大小等于bitmap的顏色數(shù)目乘以4.舉個(gè)例子：如果是黑白二色圖，則

Bitmap的調(diào)色板大小為8字節(jié)；如果是16色圖，則bitmap的調(diào)色板大小為64字節(jié)。

typedef struct tagRGBQUAD {

  BYTE    rgbBlue;

  BYTE    rgbGreen;

  BYTE    rgbRed;

  BYTE    rgbReserved;

} RGBQUAD;

Members

rgbBlue

此顏色的藍(lán)色分量，取值范圍0～255，剛好可以用一個(gè)BYTE表示，因此類型為BYTE.

Specifies the intensity of blue in the color.

rgbGreen

此顏色的綠色分量，同上。

Specifies the intensity of green in the color.

rgbRed

此顏色的紅色分量，同上。

Specifies the intensity of red in the color.

rgbReserved

Reserved; must be zero.

注意：真彩色圖（24位色圖）沒有第三部分，也就是說沒有調(diào)色板。

四、關(guān)于實(shí)際位圖數(shù)據(jù)（color-index array）部分:

The color-index array associates a color, in the form of an index to an RGBQUADstructure, with each pixel in a bitmap. Thus, the number of bits in the color-index array equals the number of pixels times the number of bits needed to index theRGBQUAD structures. For example, an 8x8 black-and-white bitmap has a color-index array of 8 * 8 * 1 = 64 bits, because one bit is needed to index two colors. The Redbrick.bmp, mentioned in About Bitmaps, is a 32x32 bitmap with 16 colors; its color-index array is 32 * 32 * 4 = 4096 bits because four bits index 16 colors.

位圖中的每一個(gè)像素都是一個(gè)指向顏色表某一項(xiàng)的索引值，即實(shí)際的位圖數(shù)據(jù)。顏色表即RGBQUAD數(shù)組中不同的項(xiàng)（或元素）代表不同的顏色，因此不同顏色的像素指向顏色表中不同的項(xiàng)，相同顏色的像素指向指向的項(xiàng)是相同的。

這一部分（即實(shí)際位圖數(shù)據(jù)）的大小等于像素的數(shù)目乘以表示bitmap所有顏色（即顏色表中顏色的數(shù)目）所需要的位數(shù)（bits）。例如：一個(gè)32×32的bitmap，如果調(diào)色板中的顏色數(shù)為16，即16色圖，因?yàn)楸硎?6色需要4bits，那么該位圖的實(shí)際數(shù)據(jù)大小=32×32×4 = 4096 bits = 512 bytes。

思考：

位圖結(jié)構(gòu)為什么要定義成這四個(gè)部分？這樣有什么好處？BITMAPFILEHEADER和

BITMAPINFOHEADER各定義了bitmap的哪些方面？為什么要引入調(diào)色板？

下面的內(nèi)容摘錄自《數(shù)字圖象處理編程入門》

我們知道，普通的顯示器屏幕是由許許多多點(diǎn)構(gòu)成的，我們稱之為象素。顯示時(shí)采用掃描的方法：電子槍每次從左到右掃描一行，為每個(gè)象素著色，然后從上到下這樣掃描若干行，就掃過了一屏。為了防止閃爍，每秒要重復(fù)上述過程幾十次。例如我們常說的屏幕分辨率為640×480，刷新頻率為70Hz，意思是說每行要掃描640個(gè)象素，一共有480行，每秒重復(fù)掃描屏幕70次。

我們稱這種顯示器為位映象設(shè)備。所謂位映象，就是指一個(gè)二維的象素矩陣，而位圖就是采用位映象方法顯示和存儲的圖象。舉個(gè)例子，圖1.1是一幅普通的黑白位圖，圖1.2是被放大后的圖，圖中每個(gè)方格代表了一個(gè)象素。我們可以看到：整個(gè)骷髏就是由這樣一些黑點(diǎn)和白點(diǎn)組成的。

那么，彩色圖是怎么回事呢？

我們先來說說三元色RGB概念。

我們知道，自然界中的所有顏色都可以由紅、綠、藍(lán)(R，G，B)組合而成。有的顏色含有紅色成分多一些，如深紅；有的含有紅色成分少一些，如淺紅。針對含有紅色成分的多少，可以分成0到255共256個(gè)等級，0級表示不含紅色成分；255級表示含有100%的紅色成分。同樣，綠色和藍(lán)色也被分成256級。這種分級概念稱為量化。

這樣，根據(jù)紅、綠、藍(lán)各種不同的組合我們就能表示出256×256×256，約1600萬種顏色。這么多顏色對于我們?nèi)搜蹃碚f已經(jīng)足夠豐富了。

表1.1     常見顏色的RGB組合值

你大概已經(jīng)明白了，當(dāng)一幅圖中每個(gè)象素賦予不同的RGB值時(shí)，能呈現(xiàn)出五彩繽紛的顏色了，這樣就形成了彩色圖。的確是這樣的，但實(shí)際上的做法還有些差別。

讓我們來看看下面的例子。

有一個(gè)長寬各為200個(gè)象素，顏色數(shù)為16色的彩色圖，每一個(gè)象素都用R、G、B三個(gè)分量表示。因?yàn)槊總€(gè)分量有256個(gè)級別，要用8位(bit)，即一個(gè)字節(jié)(byte)來表示，所以每個(gè)象素需要用3個(gè)字節(jié)。整個(gè)圖象要用200×200×3，約120k字節(jié)，可不是一個(gè)小數(shù)目呀！如果我們用下面的方法，就能省的多。

因?yàn)槭且粋€(gè)16色圖，也就是說這幅圖中最多只有16種顏色，我們可以用一個(gè)表：表中的每一行記錄一種顏色的R、G、B值。這樣當(dāng)我們表示一個(gè)象素的顏色時(shí)，只需要指出該顏色是在第幾行，即該顏色在表中的索引值。舉個(gè)例子，如果表的第0行為255，0，0(紅色)，那么當(dāng)某個(gè)象素為紅色時(shí)，只需要標(biāo)明0即可。

讓我們再來計(jì)算一下：16種狀態(tài)可以用4位(bit)表示，所以一個(gè)象素要用半個(gè)字節(jié)。整個(gè)圖象要用200×200×0.5，約20k字節(jié)，再加上表占用的字節(jié)為3×16=48字節(jié).整個(gè)占用的字節(jié)數(shù)約為前面的1/6，省很多吧？

這張R、G、B的表，就是我們常說的調(diào)色板(Palette)，另一種叫法是顏色查找表LUT(Look Up Table)，似乎更確切一些。Windows位圖中便用到了調(diào)色板技術(shù)。其實(shí)不光是Windows位圖，許多圖象文件格式如pcx、tif、gif等都用到了。所以很好地掌握調(diào)色板的概念是十分有用的。

有一種圖，它的顏色數(shù)高達(dá)256×256×256種，也就是說包含我們上述提到的R、G、B顏色表示方法中所有的顏色，這種圖叫做真彩色圖(true color)。真彩色圖并不是說一幅圖包含了所有的顏色，而是說它具有顯示所有顏色的能力，即最多可以包含所有的顏色。表示真彩色圖時(shí)，每個(gè)象素直接用R、G、B三個(gè)分量字節(jié)表示，而不采用調(diào)色板技術(shù)。原因很明顯：如果用調(diào)色板，表示一個(gè)象素也要用24位，這是因?yàn)槊糠N顏色的索引要用24位(因?yàn)榭偣灿?span style="FONT-FAMILY: 'Times New Roman'">2²⁴種顏色，即調(diào)色板有2²⁴行)，和直接用R，G，B三個(gè)分量表示用的字節(jié)數(shù)一樣，不但沒有任何便宜，還要加上一個(gè)256×256×256×3個(gè)字節(jié)的大調(diào)色板。所以真彩色圖直接用R、G、B三個(gè)分量表示，它又叫做24位色圖。