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高性能Windows圖形開發庫WinG
摘 要 該文首先概述高性能Windows圖形開發庫WinG,然后講解WinG的一些特點及充分發揮WinG性能所必須遵循的十條原則,最后舉例說明其開發方法。
一、概述
在Windows下,由于其GDI設備無關性、窗口環境、缺乏通用圖形庫等限制影響了圖形速度。圖形速度慢成為選擇Windows作為游戲平臺的最大障礙。
Windows 95在保留Windows的最大優點—設備無關性的同時,在Win32 API中新增一個32位調用CreateDIBSection,使得圖形速度得到很大提高。Microsoft公司意識到圖形速度對于高質量軟件的重要性,提
供了WinG(發音"Win Gee",其中"G"代表游戲(Game))圖形庫。
WinG 是為Windows3.1、Windows for Workgroups 3.11、Windows95和Windows NT設計的一種優化的高性能圖形庫,運行于386以上的處理器。WinG能在Windows環境中提供與DOS環境相當的游戲圖形性能。程序員可以直接將內存中的設備無關位圖(DIB)傳送到屏幕,并且提供抖動(halftoning)API,利用標準Microsoft抖動調色板支持對真彩色的仿真。
二、WinGDC和API
WinG提供一種新型設備描述表WinGDC,其用法類似于其它設備描述表,不同的是,程序員可以獲取直接指向WinGDC繪圖面、BITMAPINFOHEADER和顏色表的指針,還可以創建和選擇新的繪圖面或修改現有繪圖面的顏色表。應用程序可以創建一個WinGDC和創建一個或多個WinGBitmap用于繪圖。一旦當前幀繪圖、DIB組織、Sprite(精靈)組織完成后,就可將WinGDC緩沖區拷貝到屏幕。這種雙緩沖區結構減少了閃爍,使屏幕更新更平滑。
WinG API包含如附表所示的函數和類型。
附表
WinGDC不是調色板設備,是RGB設備。使用WinGSetDIBColorTable,而不是SelectPalette修改設備的顏色表。
三、WinG調色板管理
Windows調色板管理器用于管理多個應用程序對同一個系統調色板的使用請求。它給每個應用程序分配一個虛擬256色的邏輯調色板,并在必要時將邏輯調色板中的顏色轉換為系統調色板中的顏色。
所謂對等(Identify)調色板,就是一個與當前系統調色板精確(1:1)匹配的邏輯調色板。它不需要進行調色板轉換,因此將WinGDC傳送到屏幕上時使用對等調色板能大大提高傳送速度。
抖動調色板是一個對等調色板,其中包含的顏色是經過精心挑選的,并進行了優化使得在8位設備上通過抖動模擬真彩色。應用程序可選取該調色板并在顯示設備描述表中實現,以便利用WinG提供的抖動技術。WinG圖形庫提供兩個支持抖動的API:WinGCreateHalftonePalette和 WinGCreateHalftoneBrush,利用它們可在8位設備上仿真出24位真彩色。
四、WinG的DIB方向
1.自下而上DIB
Windows DIB的標準類型是自下而上的DIB,即DIB總是指向內存中最底層的掃描線。坐標(0,0)對應于圖像的左下角,而Windows將(0,0)對應于顯示器和設備相關位圖(DDB)的左上角,即自下而上DIB的y軸被顛倒了。
對于8位自下而上DIB,屏幕上像素(X,Y)在內存中的地址計算如下:
//計算每掃描線實際比特數 DibWidthBits = (UINT)lpBmiHe
ader->biWidth * (UINT) lpBmiHeader->biBitCount
//按32比特邊界對齊
DibWidthBytes = ((DibWidthBits+31) & (~31)) / 8;
pPixelXY = DibAddr + (DibHeight-1-Y)*DibWidthBytes + X;
2.自上而下DIB
其保存方向與大多數DIB相同,內存中的第一掃描線對應于圖像的第一行。此時BITMAPINFOHEADER結構的成員biHeight為負值。
對于8位自上而下DIB,屏幕上像素(X,Y)在內存中的地址計算為:
pPixelXY = DibAddr + Y*DibWidthBytes + X.
五、充分發揮WinG性能方法
為了最大限度地發揮Windows環境下的WinG的塊傳送性能,要求:
·取出單色圖形調試卡和拆接網絡連接器;
·保存WinGBitmap表面指針和BITMAPINFO;
·避免重復GDI調用;
·專用函數可能比GDI函數執行速度快;
·對任何函數都要測試其執行速度;
·不要縮放位圖;
·不要進行塊傳遞;
·不要進行剪切操作;
·使用對等調色板;
·使用推薦的DIB格式。
六、應用實例
下面的例子講解如何利用WinG圖形庫在Windows95下顯示真彩色位圖(24位)。利用Visual C++ 2.0編程。首先創建項目文件wing32.mak,設置Link加wing32.lib庫。具體WinG圖形庫和本例子完整源程序可與作者聯系。
首先選擇Tools|Options...菜單項,再選擇Directories命令。在Show Directories for下拉框中選擇Include files,增加目錄c:\wing\include;選擇Library files,增加目錄c:\wing\lib;選擇Executable files,增加目錄c:\wing\bin。
選擇Project|Settings...菜單項,再選擇Link命令。在Object/L
ibrary Modules編輯框中加入連接庫wing32.lib。
struct{
BITMAPINFOHEADER Header;
RGBQUAD aColors[256];
} Info;
CWing32View::CWing32View()
{
Info.Header.biSize =
sizeof(BITMAPINFOHEADER);
Info.Header.biWidth = 176;
Info.Header.biHeight = 144;
Info.Header.biPlanes = 1L;
Info.Header.biBitCount = 24L;
Info.Header.biCompression = 0L;
Info.Header.biSizeImage =
(long)(176L*144L*3L);
Info.Header.biXPelsPerMeter = 0;
Info.Header.biYPelsPerMeter = 0;
Info.Header.biClrUsed = 0;
Info.Header.biClrImportant = 0;
hBitsSrc = ::GlobalAlloc(GHND,
(long)(176L*144L*3L));
pBitsSrc =
(LPSTR)::GlobalLock(hBitsSrc);
}
CWing32View::~CWing32View()
{
::GlobalUnlock( hBitsSrc );
::GlobalFree( hBitsSrc );
}
void CWing32View::OnPaint()
{
CPaintDC dc(this);
void far *pBits;
hpalApp = WinGCreateHalftonePalette();
PDIB pCurrentDIB =
DibOpenFile("miss256.bmp");
HDC WinGDC = WinGCreateDC();
Info.Header.biSize =
sizeof(BITMAPINFOHEADER);
Info.Header.biWidth =
DibWidth(pCurrentDIB);
Info.Header.biHeight =
DibHeight(pCurrentDIB);
HBITMAP WinGBitmap =
WinGCreateBitmap(WinGDC,
(BITMAPINFO far *)&Info,&pBits);
WinGBitmap =
SelectBitmap(WinGDC,WinGBitmap);
HPALETTE OldPalette =
::SelectPalette(dc.m-hDC,hpalApp,FALSE);
::RealizePalette(dc.m-hDC);
HPALETTE WinGPalette =
WinGCreateHalftonePalette();
HPALETTE OldWinGPalette =
::SelectPalette(WinGDC,WinGPalette,FALSE);
::RealizePalette(WinGDC);
::StretchDIBits(WinGDC,0,0,DibWidth(
pCurrentDIB),DibHeight(pCurrentDIB),
0,0,DibWidth(pCurrentDIB),DibHeight(
pCurrentDIB),DibPtr(pCurrentDIB),
DibInfo(pCurrentDIB),
DIB-RGB-COLORS,SRCCOPY);
::SelectPalette(WinGDC,OldWinGPalette,FALSE);
::DeleteObject(WinGPalette);
int Width = DibWidth(pCurrentDIB);
int Height = DibHeight(pCurrentDIB);
WinGStretchBlt(dc.m-hDC,0,0,Width,
Height, WinGDC,0,0,
DibWidth(pCurrentDIB),
DibHeight(pCurrentDIB));
::SelectPalette(dc.m-hDC,OldPalette,FALSE);
::SelectPalette(WinGDC,OldPalette,FALSE);
::DeleteObject(SelectBitmap(WinGDC,WinGBitmap));
::DeleteDC(WinGDC);
}
注意,在Windows 95下執行WinG安裝程序Setup.exe,然后就可執行Wing32.exe。
用Visual C++ 2.0編譯源程序,必須將WinG圖形庫Wing31.lib連接(link)到可執行文件Wing32.exe中(見文中所述)。
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