Сообщений 2 
Оценка 75
[+1/-0]
Оценить 
| Сообщений 2 Оценка 75
[+1/-0]
Оценить
|
Да, эта статья написана в 1992 году, и самая свежая информация в ней относится к Windows 3.1. Но описываемые здесь алгоритмы и методы растровой графики до сих пор (за одним-двумя исключениями) работают в Windows. Также приятно, что приведенные алгоритмы описаны доходчиво и в деталях. В-общем, если Вы хотите разобраться в том, как работает прозрачность в Windows GDI - читайте эту статью!
Установив с помощью вызова функции SetBkMode() режим отображения фона как TRANSPARENT, можно выводить текст с прозрачным фоном, пунктирные линии с прозрачными разрывами и кисти с прозрачными областями. К сожалению, среда Windows не предоставляет таких же простых средств для вывода прозрачных растров. (Ну хорошо, представляет, но поддерживается этот метод далеко не везде - подробнее об этом ниже, в разделе "Простая растровая прозрачность".) К счастью, можно сымитировать этот эффект, используя маскирующий растр и несколько раз вызвав функцию BitBlt с правильными параметрами растровых операций.
Что из себя представляет растр с прозрачностью? Это растровая картинка, сквозь которую видна часть фонового изображения. Простой пример этого - иконка Control Panel. [Здесь речь идет о системе Windows 3.x - прим. перев. ] Эта иконка, вообще-то - прямоугольник, но когда Control Panel минимизируется, сквозь некоторые ее части просматривается рабочий стол. Говоря упрощенно, иконка - прямоугольный растр, некоторые пикселы которого помечены прозрачными. При отображении на экран они не изменяют область назначения. Еще более интересно применение прозрачности растровых изображений в задачах движения, непрямоугольности картинок и т.д. Изложенные методы имитации помогут решить эти и другие проблемы, связанные с прозрачностью.
В этой статье для описания пикселов исходного растрового изображения используются термины "прозрачный" (transparent) и "непрозрачный" (opaque). Прозрачными будем называть пикселы, которые не влияют на конечное изображение. Непрозрачные пикселы рисуются поверх точек назначения, заменяя их собой.
Предполагается, что черный цвет кодируется значениями "0" во всех двоичных разрядах, а белый цвет - значениями "1" соответственно. Это выполняется на всех известных графических драйверах Windows, включая основанные на палитре.
Базовая описываемая операция - перенос (blting) битов изображения из источника в место назначения. Дополнительные операции переноса используют монохромную маску. Источник и приемник представляют собой хэндлы графического контекста (HDC). Они обозначаются hdcSrc и hdcDest соответственно и могут представлять как растр (в памяти), так и непосредственно графическое устройство. Маска, обозначаемая hdcMask, должна представлять собой монохромное растровое изображение, выбранное в совместимом графическом контексте.
До того, как перейти к собственно рисованию, вспомним основные понятия, используемые в растровой графике.
Последний параметр функции BitBlt указывает код растровой операции (ROP). Он определяет, какая комбинация битов источника, приемника и шаблона (текущей выбранной кисти) создаст конечную картинку. Так как растр - всего лишь набор битов, ROP можно назвать булевским уравнением над битами. В зависимости от вида графического устройства, биты растра имеют разное значение:
Вне зависимости от конкретного назначения битов, ROP просто выполняет действия над ними.
Весь фокус заключается, конечно же, в том, чтобы получить осмысленную комбинацию битов. В приложении A к Руководству программиста по Windows 3.1 SDK приведен список из 256 возможных тернарных ROP. Они предоставляют множество способов комбинировать растровые данные, и зачастую один и тот же эффект можно получить разными путями. В этой статье мы будем иметь дело лишь с четырьмя ROP.
| Тернарная операция - это операция над тремя операндами.
Применительно к растрам это означает взаимодействие битов источника, назначения и
выбранной в контексте устройства кисти (Brush или Pattern). Список упоминаемых
здесь кодов ROP вы можете найти в MSDN в разделе Platform SDK/Graphics And Multimedia Services/
Windows GDI/Painting And Drawing/Painting And Drawing Reference/Raster Operation Codes.
У наиболее применимых кодов ROP существуют символические имена, определенные в заголовочном файле windows.h
- прим. перев. |
| Название | Логическая операция | Как используется при имитации прозрачности |
| SRCCOPY | src | Копирует источник (src) непосредственно на место назначения (dst). |
| SRCAND | src AND dest | Заполняет черным цветом те области назначения, которым в источнике соответствуют области черного цвета. Не затрагивает те области назначения, которым в источнике соответствуют области белого цвета. |
| SRCINVERT | src XOR dest | Производит операцию логического умножения (XOR) над битами источника и приемника. Результат помещает в приемник. При повторном применении восстанавливает предыдущее состояние. При некоторых обстоятельствах можно использовать вместо SRCPAINT. |
| SRCPAINT | src OR dest | Отрисовывает не-черные области источника на приемнике. Черные области источника не влияют на приемник. |
Некоторые принтеры не поддерживают определенные коды растровых операций - в особенности ROP, которые затрагивают область назначения. По этой причине описываемые здесь методы касаются дисплейных устройств и не обязательно будут работать на принтерных (таких, как PostScript®).
В этой статье слово "маска" означает не ту штуку, которую Бэтмен носит на лице, а растр, ограничивающий видимую порцию другого растра. Маска содержит непрозрачную составляющую (черную), "сквозь которую" виден исходный растр, и прозрачную (белую) область, в которой пикселы приемника останутся нетронутыми. Так как маска состоит лишь из двух цветов, ее удобно представлять в виде монохромного растра [т.е., растра с форматом 1 бит на пиксел - прим. перев.]. Но ничто не помешает хранить такую маску в многоцветном растре (но содержащем лишь черные и белые пикселы). Как обсуждается ниже, в разделах "Метод истинной маски" и "Метод черного источника", перенос маски является частью многопроходного процесса рисования: он подготавливает приемник к окончательной отрисовке исходного растра с прозрачностью. Приводимое в качестве примера приложение TRANSBLT использует монохромную маску с пикселами, равными 1 для прозрачных и 0 для непрозрачных областей. При желании приложение может обращать эти два значения и компенсировать это в процессе преобразования из монохромного формата в цветной, как описано ниже в этом разделе.
Помимо обеспечения прозрачности, маски очень полезны для имитации сложных операций отсечения, которые нельзя эффективно реализовать с помощью регионов. Конечный эффект при использовании маски вывода -- это отсечение области исходного растра. К примеру, для вывода лишь круглого участка исходной картинки создайте маску, равную по размеру источнику, и нарисуйте в ее соответствующем месте круг из "прозрачных" пикселов. Механизмы маскированного вывода описываются далее, в разделах "Метод истинной маски" и "Метод черного источника".
Имитация прозрачности может также включить имеющийся в Windows механизм преобразования растров из черно-белого формата в цветной (и наоборот). Для отображения между форматами используется принятые в Windows обозначения: цвет текста (text color, foreground color) и цвет фона (background color). Во время переноса бит на цветной приемник монохромный источник (и, если необходимо, кисть) "на лету" преобразуется в цветной формат - до того, как выполнится ROP над битами. Пикселы со значением 0 (черные) преобразуются в цвет текста назначения, а, соответственно, белые (со значением 1) - в цвет фона. И наоборот, когда формат назначения - монохромный, Windows преобразует цветной источник в этот формат. В этом случае все пикселы источника, имеющие цвет, совпадающий с цветом фона, становятся единицами в битовом представлении, а пикселы с цветом текста - нулями. Так как во всех приводимых ниже примерах используется монохромная маска, для приложения жизненно важно правильно установить цвета текста и фона (с помощью вызовов SetTextColor и SetBkColor) перед выполнением операций переноса.
Интенсивные растровые операции ведут к падению производительности из-за вовлечения большого количества бит в обработку. Кроме того, при выводе непосредственно на экран возникает мерцание - чем больше размер затрагиваемой области, тем заметнее. Хотя не существует волшебного способа ускорить обработку, мерцание можно устранить - используя "теневые" растры. Для этого в растр, находящийся в памяти, копируется область экрана, в которую будет происходить вывод. Затем над этим растром (вместо непосредственно экрана) производятся необходимые операции, например, для получения эффекта прозрачности. И наконец, сформированный "теневой" растр выводится на экран. Мерцание устраняется, так как содержимое экрана изменилось всего один раз. Очевидно, что два дополнительных переноса бит вызовут падение скорости (хотя на некоторых устройствах перенос в/из памяти будет быстрее, чем с участием экрана), но исчезновение мерцания может создать ощущение того, что работа приложения ускорилась (по-разному, в зависимости от вида обработки и реального размера растров). Вывод также становится намного симпатичнее без мерцания. Необходимость применения "теневых" растров определяется исходя из назначения приложения.
Для работы данного метода не требуется никаких изменений в исходном растре, что может быть полезно. Маскированный перенос использует трехпроходный процесс и маску, содержащую прозрачные (со значением 1) и непрозрачные (со значением 0) пикселы. Вот пример псевдокода:
// Подготовить приемник для монохромного переноса (необходимо только // для монохромной маски). Это - значения по умолчанию и не могут быть // изменены. Их также необходимо восстановить после переноса SetBkColor(hdcDest, RGB(255, 255, 255)); // все 1 --> 0xFFFFFF SetTextColor(hdcDest, RGB(0, 0, 0)); // все 0 --> 0x000000 // Реальная работа BitBlt(hdcDest, x, y, dx, dy, hdcSrc, x0, y0, SRCINVERT); BitBlt(hdcDest, x, y, dx, dy, hdcMask, 0, 0, SRCAND); BitBlt(hdcDest, x, y, dx, dy, hdcSrc, x0, y0, SRCINVERT); |
При переносе выполняются следующие действия:
К сожалению, при выполнении этих шагов в какой-то момент изображение выглядит довольно уродливо. Кроме того, три последовательных переноса на экран также льют воду на мельницу мерцания.
Создавая исходный растр с большей предусмотрительностью, прозрачный перенос можно выполнить всего за два прохода. Маска не изменится по сравнению с предыдущим примером, но в источнике на место прозрачных пикселов необходимо поместить черные (да, это делает их взаимосвязанными). Пример псевдокода:
// Подготовить приемник для монохромного переноса (необходимо только // для монохромной маски). Это - значения по умолчанию и не могут быть // изменены. Их также необходимо восстановить после переноса SetBkColor(hdcDest, RGB(255, 255, 255)); // все 1 --> 0xFFFFFF SetTextColor(hdcDest, RGB(0, 0, 0)); // все 0 --> 0x000000 // Реальная работа BitBlt(hdcDest, x, y, dx, dy, hdcMask, 0, 0, SRCAND); BitBlt(hdcDest, x, y, dx, dy, hdcSrc, x0, y0, SRCPAINT); |
И вновь используется маска, чтобы заполнить черным цветом непрозрачные места и оставить оставшиеся пикселы нетронутыми. Затем источник накладывается на место назначения с помощью OR, рисуя на не-черных областях приемника. Так как в прозрачных местах источника содержатся только черные пикселы, операция OR оставляет приемник в этих местах нетронутым. Заметьте, что для второго BitBlt могла быть с успехом применена операция SRCINVERT вместо SRCPAINT. Предварительная подготовка источника устраняет возможность случая (1 XOR 1), в котором эти две операции отличаются.
Экранное мерцание при этом методе значительно менее заметно, и прозрачность выглядит очень хорошо, если Вы поместили черные пикселы в нужных местах источника. Это - тот самый механизм, который используется Windows для рисования иконок. Файлы .ICO состоят из двух частей, XOR-маски и самой картинки. Для растров таких малых размеров прозрачность достигается очень легко.
Этот термин обычно описывает процесс превращения одного из цветов растра в прозрачный, так что при выводе растра на экран сквозь него видна часть изображения. Эту операцию можно имитировать построением соответствующей маски и использованием маскирующих технологий, описанных ранее. Следующие разделы описывают, как имитировать растровую прозрачность для дисплейных устройств, неспособных выполнять прозрачный перенос растров.
Создать монохромную маску из цветного растра довольно просто - встроенное в BitBlt преобразование проделает всю работу автоматически. Цель в том, чтобы в полученной маске все непрозрачные пикселы были установлены в 0, а прозрачные - в 1. Установив цвет фона равным прозрачному цвету, Вы именно это и проделаете. Нет необходимости устанавливать цвет текста, потому что он в преобразовании из цветного режима в монохромный не используется (все пикселы, отличные по цвету от фоновых, сбрасываются в 0). Это выполняет приведенный код:
SetBkColor(hdcSrc, rgbTransparent); BitBlt(hdcMask, 0, 0, dx, dy, hdcSrc, x0, y0, SRCCOPY); |
Он создает маску с единицами в тех местах, где пикселы источника имеют прозрачный цвет, и нулями - в остальных - то есть такую же, что мы использовали ранее.
Настало время применить описанные выше методы. Метод истинной маски не требует дополнительной работы: маска создана и источник не нуждается в изменениях. Три последовательных переноса вызывают мерцание, но их всего три.
Метод черного источника, с другой стороны, требует дополнительной работы над исходным растром - прозрачные биты нужно установить в 0. Конечно, если прозрачным цветом с самого начала является черный, растр уже готов к выводу. Сброс прозрачных пикселов в черный цвет на исходном растре очень похож на уже описанный сброс непрозрачных пикселов на приемнике. Он выполняется с использованием маски:
SetBkColor(hdcSrc, RGB(0,0,0)); // все 1 --> черный (0x000000) SetTextColor(hdcSrc,RGB(255,255,255)); // все 0 --> белый (0xFFFFFF) BitBlt(hdcSrc, x0, y0, dx, dy, hdcMask, 0, 0, SRCAND); |
Заметьте, что для прозрачного отображения понадобится два переноса. Выполнив прозрачный перенос, мы должны восстановить источник в исходное цветовое состояние:
SetBkColor(hdcSrc, rgbTransparent); // все 1 --> прозрачный цвет SetTextColor(hdcSrc, RGB(0,0,0)); // все 0 --> черный (0x000000) BitBlt(hdcSrc, x0, y0, dx, dy, hdcMask, 0, 0, SRCPAINT); |
Так как необходимо затрагивать, а затем восстанавливать исходный растр, общее число битовых переносов достигло уже четырех. Это замедляет процесс, но так как 2 переноса выполняются в растр, находящийся в памяти, а не на экране, мерцание гораздо менее заметно, чем в методе истинной маски. Если исходный растр можно содержать с установленными в черный цвет прозрачными областями, то оба переноса становятся не нужны, и для вывода на экран требуется только два битовых переноса - это просто необходимо для анимации.
Некоторые драйверы устройств прямо поддерживвают прозрачность. Драйвер сообщает об этой способности с использованием бита C1_TRANSPARENT, возвращая его при вызове GetDeviceCaps с параметром CAPS1. Специальный режим фона NEWTRANSPARENT говорит о том, что последующие переносы бит являются прозрачными. Текущий цвет фона назначения при этом должен быть прозрачным. При наличии такой возможности в драйвере прозрачная отрисовка выполняется так:
// Пытаемся только если режим поддерживается if(GetDeviceCaps(hdcDest, CAPS1) & C1_TRANSPARENT) { // Специальный режим прозрачного фона oldMode = SetBkMode(hdcDest, NEWTRANSPARENT); rgbBk = SetBkColor(hdcDest, rgbTransparent); // Простое копирование; прозрачность получится автоматически BitBlt(hdcDest, x, y, dx, dy, hdcSrc, x0, y0, SRCCOPY); SetBkColor(hdcDest, rgbBk); SetBkMode(hdcDest, oldMode); } |
Это, конечно упрощает жизнь программисту. К сожалению, этот режим в настоящее время поддерживается немногими драйверами устройств - те, что поставляются с Windows 3.1, его не поддерживают. Ситуация должна измениться к лучшему в ближайшем будущем.
|
Забудьте об этом. Константы CAPS1 и C1_TRANSPARENT убраны из Platform SDK. Режим NEWTRANSPARENT оставлен в mmsystem.h по всей видимости, по недосмотру. Чтобы узнать, как без проблем выводить прозрачные растры в новых версиях Windows, прочитайте в MSDN описание Image Lists и функции TransparentBlt, а также взгляните на статью "Прозрачность - это просто" на нашем сайте. - Прим. перев. |
Если исходный растр является аппаратно-независимым (Device-Intependent Bitmap, DIB), весь процесс "маскировки" можно сильно упростить, используя его, и как источник, и как маску одновременно и манипулируя таблицей цветов. Этот процесс идентичен вышеописанному - кроме того, что приложение может выполнять цветовые преобразования, изменяя таблицу цветов, как в приведенном примере псевдокода:
// Сохранить копию таблицы цветов. // Сохранить маску. for (every color in the color table) { if (color == rgbTransparent) color = white; else color = black; } // Подготовить приемник с помощью переноса маски. StretchDIBits(hdcDest, lpDIB, SRCAND); // (Да, там есть еще параметры) // Теперь подготовим "зачерненный" источник для маскированного переноса. for(every color in the color table) { if (color == white) // (мы его изменяли ранее) color = black; else color = original color from color table; } // Выведем приемник с эффектом прозрачности. StretchDIBits(hdcDest, lpDIB, SRCPAINT); // (Да, там есть еще параметры) // Восстановим первоначальную таблицу цветов. |
Заметьте, что в данном способе требуется только одна копия растра - и для источника, и для маски прозрачности, так как используется преимущество в виде таблицы цветов. Однако остаются дополнительные расходы по преобразованию DIB в аппаратно-зависимый растр.
| Сообщений 2 Оценка 75
[+1/-0]
Оценить
|