Wince/VC高效PNG贴图，自定义Alpha算法

工作中，做一些炫点的界面都需要用到PNG图片，Wince里面微软也提供了PNG图片的支持，不过Alpha的混合速度比较慢，所以自己实现了一个Alpha的混合运算接口，经过测试，要比微软AlphaBlend快4、5倍。当然Alpha混合的方法也适合window下的VC使用。下面有测试的数据。

原创博文，需要转载，请标明出处：http://www.cnblogs.com/mythou/p/3150396.html

 

1、创建兼容32位位图。

    一般界面贴图，我们都是使用微软的兼容DC和兼容位图进行处理。不过这里我需要创建一张32位的设备无关位图。（有关DIB位图相关知识，不了解的可以百度一下，这是和兼容位图对应的一种位图格式。这里就不多说了）。

/*
*hDC:兼容的DC指针
*nWidth：需要创建DIB位图宽
*nHeight：创建位图高
*pBitmapData:这是我自己定义的数据类型，就是一个unsigned char * 类型
*/

HBITMAP CPngBitBlt::Create32Bitmap(HDC hDC, int nWidth, int nHeight,HBMDC &pBitmapData)
{    
    if(hDC == NULL)
    {
        return NULL;
    }

    if(nWidth==0 || nHeight==0)
    {
        return NULL;
    }

    BITMAPINFO *pbinfo = new BITMAPINFO;   
    if(!pbinfo)
    {
        return NULL;
    }
    ZeroMemory(pbinfo, sizeof(BITMAPINFO));
    pbinfo->bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);   
    pbinfo->bmiHeader.biWidth = nWidth; 
    pbinfo->bmiHeader.biHeight = -nHeight;//位图翻转
    pbinfo->bmiHeader.biPlanes = 1;
    pbinfo->bmiHeader.biBitCount = 32;//32位位图

    BYTE* lpBitmapBits = NULL;
    HBITMAP hDIBmp = CreateDIBSection(hDC, pbinfo, DIB_RGB_COLORS, (void **)&lpBitmapBits, NULL, 0);
    pBitmapData = lpBitmapBits;

    delete pbinfo;

    if(hDIBmp == NULL)
    {
        return NULL;
    }

    return hDIBmp;
}

上面的函数是创建一张指定大小的DIB位图，而且返回这张位图的数据指针（指向位图数据的首指针）。

这张位图，一般就是用来当做背景位图，我们一般贴图使用的双缓冲方式，需要前后两张位图，这个DIB位图就是用做内存DC的位图。

 

2、加载PNG图片

PNG图片加载，这里还是使用微软的IImage解码PNG图片，使用过pnglib解码库，实际解码速度还比不上IImage，也可能是我编译的libpng库没有做优化吧。所以暂时放弃使用libpng。后续有时间会研究一下libpng解码的原理和嵌入式上优化方式。Android上也是使用libpng解码png，所以解码速度应该还是可以的，不过估计需要做一些嵌入式平台的化，比较大部分嵌入式平台机器CPU主频都不高，（现在的手机例外 -_-！）,我工作接触的一般也就400M到800M的范围。下面是解码部分代码，主要是从IImage解码PNG图片，然后把PNG图片构造一个DIB位图，获取一个可以操作图片的指针。

BOOL CImageData::LoadImageFromFile(const TCHAR *fileName)
{
    // 参数有效性
    if (fileName == NULL)
    {
        return FALSE;
    }

    // 创建COM实例
    HRESULT hr = NULL;
    if(FAILED(hr = ::CoCreateInstance(CLSID_ImagingFactory,NULL,CLSCTX_INPROC_SERVER,IID_IImagingFactory,(void**) &m_pImagingFactory)))
    {
        return FALSE;
    }// 从文件中创建图片
    if(FAILED(hr = m_pImagingFactory->CreateImageFromFile(fileName, &m_pImage)))
    {
        return FALSE;
    }
    
    // 得到图片信息
    if(FAILED(hr = m_pImage->GetImageInfo(&m_ImageInfo)))
    {
        return FALSE;
    }

    // 获取原始数据
    if (ReadImageData() == FALSE)
    {
        return FALSE;
    }    

　　//......// 成功获得图片信息
    return TRUE;
}

BOOL CImageData::ReadImageData()
{
    // 用于返回结果
    BOOL bRet = TRUE;

    // 参数有效性
    if (m_pImage==NULL || m_pImagingFactory==NULL)
    {        
        return FALSE;
    }

    // 取得图片原始数据
    RECT rect = {0, 0, m_ImageInfo.Width, m_ImageInfo.Height};  
    BitmapData bitmapData;  
    bitmapData.Width = m_ImageInfo.Width;  
    bitmapData.Height = m_ImageInfo.Height;  
    bitmapData.PixelFormat = m_ImageInfo.PixelFormat;  
    IBitmapImage *pBitmapImage = NULL; 
    m_pImagingFactory->CreateBitmapFromImage(m_pImage, m_ImageInfo.Width, m_ImageInfo.Height, PIXFMT_32BPP_ARGB, InterpolationHintDefault, &pBitmapImage);  
    pBitmapImage->LockBits(&rect, ImageLockModeRead, PIXFMT_32BPP_ARGB, &bitmapData);  

    // 释放旧数据
    if (m_pImgDataBuf != NULL)
    {
        delete[] m_pImgDataBuf;
        m_pImgDataBuf = NULL;
    }

    // 申请新空间
    bRet = TRUE;
    m_pImgDataBuf = new unsigned char[m_ImageInfo.Width * m_ImageInfo.Height * 4];
    if (m_pImgDataBuf == NULL)
    {    
        bRet = FALSE;
        goto ERROR_END_FUNCTION;
    }

    // 拷贝数据
    bRet = TRUE;
    memcpy(m_pImgDataBuf, bitmapData.Scan0, m_ImageInfo.Width * m_ImageInfo.Height * 4);  

ERROR_END_FUNCTION:
    pBitmapImage->UnlockBits(&bitmapData);  
    pBitmapImage->Release();      
    return bRet;
}

 

上面主要m_pImgDataBuf 就是一个Byte *的指针，一个指向PNG图片数据的起始指针。我们利用这个指针就可以操作我们刚刚解码的PNG图片的数据。

 

3、Alpha混合

首先说说Alpha混合，Alpha是指PNG图片的透明度，一般我们使用PNG图片就是为了可以有半透明的显示效果，大部分比较炫的界面，都有这些半透明特效使用，Alpha就是指定图片的透明度，一般图片的透明度我们可以分为两种。

第一：整张图片的Alpha值，图片每个像素使用同一个Alpha值。

第二：每个像素使用独立的Alpha值。

对于32位的PNG图片来说，每个像素值，都保存了自己的Alpha值，32位PNG的像素格式：ARGB8888就是，每个值都是一个8位值。

Alpha混合的基本公式如下：AlphaResult = ALPHA * srcPixel + ( 1 - ALPHA ) * destPixel  

下面给出一个Alpha的混合算法例子。

//支持自定义Alpha
//pBackDSSrcBmp:我们背景DIB位图的数据指针，也就是上面创建的DIB位图返回的指针pBitmapData
//m_ImgDataBuf:上面解码图片，获取的需要显示的PNG图片的数据指针

//支持自定义Alpha
void CImageData::DrawImage(HBMDC pBackDCSrcBmp, const int DstX, const int DstY, const int Alpha, DWORD DstBMPWidth)
{
    //进行Alpha混合运算    
    BYTE btAlphaSRC = 0;
    DWORD iSrcPos = 0;
    int iDstPos = 0;

    for(DWORD i=0; i<m_ImageHeigh; i++)
    {
        DWORD SrcData = (i+DstY)*DstBMPWidth + DstX;
        DWORD DstData = i*m_ImageWidth;
        for(int j=0;  j<m_ImageWidth; j++)
        {
            // 计算源图像数据索引和像素点ALPHA
            iSrcPos = (SrcData + j) << 2;
            iDstPos = (DstData + j) << 2;    
            btAlphaSRC = m_pImgDataBuf[iDstPos+3];
            btAlphaSRC = btAlphaSRC*Alpha >> 8;

            //ALPHA混合基本公式result = ALPHA * srcPixel + ( 1 - ALPHA ) * destPixel        
            pBackDCSrcBmp[iSrcPos] += (btAlphaSRC*(m_pImgDataBuf[iDstPos]-pBackDCSrcBmp[iSrcPos]) >> 8);
            pBackDCSrcBmp[iSrcPos+1] += (btAlphaSRC*(m_pImgDataBuf[iDstPos+1]-pBackDCSrcBmp[iSrcPos+1]) >> 8);
            pBackDCSrcBmp[iSrcPos+2] += (btAlphaSRC*(m_pImgDataBuf[iDstPos+2]-pBackDCSrcBmp[iSrcPos+2]) >> 8);
        }            
    }
}

背景图和需要显示的PNG图片，两张图片对应像素值，根据Alpha混合混合，就可以得到最终的图片，这个就是整个显示过程。

这里的方法不仅仅针对PNG图片，其实对于jpg和bmp也是有效的，只是这两种图片，一般是不包含alpha信息的，所以只能控制整张图片的透明度，而不能控制每个像素的透明度。

上面的运算公式经过一些处理，主要是减少运算和减少乘除法的使用，比较cpu运行乘除法比不上加减法。

下面是我自己测试的数据结果：

这个是我在一台主频是600M的CPU上面运行的速度对比，速度单位是毫秒，可以对比，使用自己的Alpha混合要比微软的AlpBlend快不少，特别是针对大图片来说。

查过一些资料，大部分人的观点是微软的AlphaBlend里面处理过多的异常处理和对图片伸缩进行操作，导致比较慢。

有需要朋友可以自己根据我上面说的封装一个png贴图类，我前面写了一篇使用微软ALphBlend贴图的文章，里面给出了完整代码。

这个自定义的方法，代码比较多，我就不贴出来的。

微软AlphaBlend贴图类：http://www.cnblogs.com/mythou/archive/2013/06/13/3133606.html

 如果有需要的朋友可以根据自己情况封装不同的接口处理，如果有不了解地方，可以留言。

 

 

新建的讨论群，有兴趣可以加入

 

VC/Wince群：87053214