Direct2D教程渲染位图

Posted 2020-08-28 小小猫钓小小鱼

 

概述

这篇的标题更确切的说应该叫位图画刷，这样才好和前几篇对应起来。在Direct2D中，位图的渲染也是通过画刷来实现的。

Direct2D中并没有直接操作位图的接口，而是借助WIC（Windows Image Component）来完成的。今天我们来看看如何在Direct2D中加载并显示位图。这个方法可以用来渲染背景。基本步骤如下。

• 从文件创建WIC位图
• 由WIC位图创建D2D位图
• 使用D2D绘制位图

在开始之前，首先简要介绍一下WIC

什么是WIC？

WIC全称是Windows Image Component，是一套扩展的API，用来处理数字图像，它是基于COM组件的。该API包含非常丰富的图像处理函数，比如

• 内置对于标准web image格式的解码支持
• 内置对于标准metadata格式的支持
• 广泛的像素格式支持
• 高色度支持，包含30位扩展，30位及48位高精度像素格式
• 对于图像解码，像素格式及元数据格式的扩展框架支持

WIC包含的组件及每个组件中的接口如下图所示。

在这里，我们只要知道WIC能够处理图像即可，比如位图操作。关于WIC的详细信息，大家可以看看MSDN的介绍。

具体步骤

从文件创建WIC位图

给定一个图像文件，我们首先使用WIC函数将其读入内存，并创建一个WIC类型的位图。

首先我们需要创建一个解码器，因为图片是经过编码的，为了能显示图片，我们首先需要将其解码，创建解码器需要使用函数CreateDecoderFromFilename，该函数返回一个解码器指针。稍后的操作都通过这个指针来完成，关于这个函数的详细介绍，可以参考MSDN，这里不再赘述。

然后，利用创建好的解码器来获取图片的帧，我么这里只要第一帧，因为图片只有一帧，但是对于视频文件来说，就有许多帧了。代码如下：在这里，uri即图片文件名。

HRESULT LoadBitmapFromFile(
                           ID2D1RenderTarget *pRenderTarget,
                           IWICImagingFactory *pIWICFactory,
                           PCWSTR uri,
                           UINT destinationWidth,
                           UINT destinationHeight,
                           ID2D1Bitmap **ppBitmap
                           )
{
    HRESULT hr = S_OK;

    IWICBitmapDecoder *pDecoder = NULL;
    IWICBitmapFrameDecode *pSource = NULL;
    IWICStream *pStream = NULL;
    IWICFormatConverter *pConverter = NULL;
    IWICBitmapScaler *pScaler = NULL;

    hr = pIWICFactory->CreateDecoderFromFilename(
        uri,
        NULL,
        GENERIC_READ,
        WICDecodeMetadataCacheOnLoad,
        &pDecoder
        );
    if (SUCCEEDED(hr))
    {

        // Create the initial frame.
        hr = pDecoder->GetFrame(0, &pSource);
    }

然后创建converter，负责对位图进行后续的格式转换。

if (SUCCEEDED(hr))
{
    hr = pIWICFactory->CreateFormatConverter(&pConverter);
}

接下来则要判断图像是否被放大或者缩小了，比如一个图片的原始尺寸是100 x 100，但是我们程序中要以 200 x 200的方式去显示，那么相当于将图片放大了一倍，图片的显示尺寸通过参数来指定，而实际尺寸则是通过分析图片文件得到。如果图片有缩放，那么需要从新生成图片的数据文件，如果没有，那么直接进行下一步即可。代码如下：

// If a new width or height was specified, create an
// IWICBitmapScaler and use it to resize the image.
if (destinationWidth != 0 || destinationHeight != 0)
{
    UINT originalWidth, originalHeight;
    hr = pSource->GetSize(&originalWidth, &originalHeight);
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        if (destinationWidth == 0)
        {
            FLOAT scalar = static_cast<FLOAT>(destinationHeight) / static_cast<FLOAT>(originalHeight);
            destinationWidth = static_cast<UINT>(scalar * static_cast<FLOAT>(originalWidth));
        }
        else if (destinationHeight == 0)
        {
            FLOAT scalar = static_cast<FLOAT>(destinationWidth) / static_cast<FLOAT>(originalWidth);
            destinationHeight = static_cast<UINT>(scalar * static_cast<FLOAT>(originalHeight));
        }

        hr = pIWICFactory->CreateBitmapScaler(&pScaler);
        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            hr = pScaler->Initialize(
                pSource,
                destinationWidth,
                destinationHeight,
                WICBitmapInterpolationModeCubic
                );
        }
        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            hr = pConverter->Initialize(
                pScaler,
                GUID_WICPixelFormat32bppPBGRA,
                WICBitmapDitherTypeNone,
                NULL,
                0.f,
                WICBitmapPaletteTypeMedianCut
                );
        }
    }
}

由WIC位图创建D2D位图

调用函数CreateBitmapFromWicBitmap可以由一个WIC位图创建一个D2D位图，代码如下：

if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Create a Direct2D bitmap from the WIC bitmap.
    hr = pRenderTarget->CreateBitmapFromWicBitmap(
        pConverter,
        NULL,
        ppBitmap
        );
}

上面这些代码有个特点，就是要时刻判断前一次函数调用的返回值，只有前面的操作成功了，才进行下一步操作。这是很好的编程习惯。

最后，需要做一些清理工作，由于WIC是基于COM的，所以，需要手动释放COM对象，代码如下：

SAFE_RELEASE(pDecoder);
SAFE_RELEASE(pSource);
SAFE_RELEASE(pStream);
SAFE_RELEASE(pConverter);
SAFE_RELEASE(pScaler);

SAFE_RELEASE是一个宏定义

#define SAFE_RELEASE(P) if(P){P->Release() ; P = NULL ;}

使用D2D绘制位图

这一步就很简单了，绘制位图和绘制其他几何图形几乎没有区别。首先是将render target清空为指定颜色，也就是背景色，然后调用render target的接口DrawBitmap来绘制位图，这个函数需要指定位图的尺寸，所以之前还需要获取位图的大小。注意绘制代码要放在BeginDraw和EndDraw之间。

void DrawBitmap()
{
    CreateD2DResource(g_Hwnd) ;

    pRenderTarget->BeginDraw() ;

    // Clear background color to dark cyan
    pRenderTarget->Clear(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::White));

    D2D1_SIZE_F size = pBitmap->GetSize() ;
    D2D1_POINT_2F upperLeftCorner = D2D1::Point2F(0.f, 0.f) ;

    // Draw bitmap
    pRenderTarget->DrawBitmap(
        pBitmap,
        D2D1::RectF(
        upperLeftCorner.x,
        upperLeftCorner.y,
        upperLeftCorner.x + size.width,
        upperLeftCorner.y + size.height)
        ) ;

    HRESULT hr = pRenderTarget->EndDraw() ;
    if (FAILED(hr))
    {
        MessageBox(NULL, "Draw failed!", "Error", 0) ;

        return ;
    }
}

最后，来一张效果图，这是微软的游戏 4 Elements 2 的截图，大家一同欣赏一下。这是我平生购买的第一款游戏，值得纪念一下。