Пример быстрой работы с графикой в среде Windows без использования средств DirectX

Автор: Koster
Прислал: Andrey

Пример быстрой работы с графикой в среде Windows без использования средств DirectX
Совместимость: Windows 95, 98, NT, 2000, Me, TrE, XP, Whistler, Tristler :))

type
  TfmMain = class(TForm)
    pbDraw: TPaintBox;
    Timer1: TTimer;
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormDestroy(Sender: TObject);
    procedure FormResize(Sender: TObject);
    procedure Timer1Timer(Sender: TObject);
  private
    procedure CreateBitmap(aSX, aSY: Integer);
    procedure RecreateBitmap(aSX, aSY: Integer);
    procedure DeleteBitmap;
    procedure RestrictSize(var msg: TMessage); message WM_GETMINMAXINFO;
    procedure pbDrawPaint(Sender: TObject);
  private
    ScrBitmap: TBitmap;
    Scr: Pointer;
    SX, SY: Integer;

  type

    TBig = array[0..0] of Integer;

procedure TfmMain.CreateBitmap(aSX, aSY: Integer);
var
  BInfo: tagBITMAPINFO;
begin
  // Создание DIB
  SX := aSX;
  SY := aSY;
  BInfo.bmiHeader.biSize := sizeof(tagBITMAPINFOHEADER);
  BInfo.bmiHeader.biWidth := SX;
  BInfo.bmiHeader.biHeight := -SY;
  BInfo.bmiHeader.biPlanes := 1;
  BInfo.bmiHeader.biBitCount := 32;
  BInfo.bmiHeader.biCompression := BI_RGB;
  ScrBitmap := TBitmap.Create();
  ScrBitmap.Handle := CreateDIBSection(Canvas.Handle, BInfo, DIB_RGB_COLORS,
    Scr, 0, 0);
  ZeroMemory(Scr, SX * SY * 4);
end;

procedure TfmMain.DeleteBitmap;
begin
  // Удаление DIB
  ScrBitmap.FreeImage();
  ScrBitmap.Destroy;
end;

procedure TfmMain.RecreateBitmap(aSX, aSY: Integer);
var
  BInfo: tagBITMAPINFO;
begin
  // Пересоздание DIB при изменении размеров "экрана"
  ScrBitmap.FreeImage();
  SX := aSX;
  SY := aSY;
  BInfo.bmiHeader.biSize := sizeof(tagBITMAPINFOHEADER);
  BInfo.bmiHeader.biWidth := SX;
  BInfo.bmiHeader.biHeight := -SY;
  BInfo.bmiHeader.biPlanes := 1;
  BInfo.bmiHeader.biBitCount := 32;
  BInfo.bmiHeader.biCompression := BI_RGB;
  ScrBitmap.Handle := CreateDIBSection(Canvas.Handle, BInfo, DIB_RGB_COLORS,
    Scr, 0, 0);
  ZeroMemory(Scr, SX * SY * 4);
end;

procedure TfmMain.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  CreateBitmap(pbDraw.ClientWidth, pbDraw.ClientHeight);
  pbDraw.Canvas.Draw(0, 0, ScrBitmap);
  Caption := 'Визуализатор';
  Application.Title := Caption;
end;

procedure TfmMain.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
  DeleteBitmap();
end;

procedure TfmMain.FormResize(Sender: TObject);
begin
  ReCreateBitmap(pbDraw.ClientWidth, pbDraw.ClientHeight);
  pbDraw.Canvas.Draw(0, 0, ScrBitmap);
end;

procedure TfmMain.RestrictSize(var msg: TMessage);
var
  p: PMinMaxInfo;
begin
  // Ограничитель размеров окна (обработка сообщений Windows).
  // Удобная вещь кстати (важно: см. объявление процедуры в классе TFmMain)
  p := PMinMaxInfo(Msg.lParam);
  p.ptMinTrackSize.x := 520;
  p.ptMinTrackSize.y := 240;
end;

procedure TfmMain.pbDrawPaint(Sender: TObject);
begin
  pbDraw.Canvas.Draw(0, 0, ScrBitmap);
end;

Пример работы с данной конструкцией

• SX - текущий размер нашего "экрана" по горизонтали
• SY - по вертикали
• TBig(Scr^). Scr - это указатель на массив пикселей битмапа, который в нашем случае имеет разрядность 32 (32 бита, или 4 байта на пиксел, что эквивалентно типу Integer. См. объявление типа TBig).

Конструкция TBig(Scr^) позволяет адресовать эту память как массив пиксел. Чтобы получить доступ к пикселу нужно использовать индекс массива [x + y * SX].

Функция RGB

Это стандартная делфяцкая функция, не приспособленная для того что мы тут творим, а только для своего "родного" класс TCanvas и его цветовых кодов. В Windows при использовании 32-разрядных битмапов формат пиксела такой (начиная с первого байта):

BBBBBBB GGGGGGGG RRRRRRRR ********

В Delphi (то что ВСЕГДА возвращает функция RGB, при любой разрядности картинки):

RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBB ******** 

Усматривается аналогия :) Все что нужно это просто перечислить аргументы функции в обратном порядке :))

Big(Scr^)[x + y * SX] := RGB(B, G, R);

B, G, R - соответственно значения интенсивности синего, зеленого, и красного цветов размером байт, т.е. [0..255].

Палитра 32-разрядным режимом не поддерживается, за нас думает Windows (вернее, понятия палитры в таком режиме вообще нет). Ну а нам остается это все юзать как надо +)))

Чтобы почистить виртуальный экран, нужно сделать так: ZeroMemory(Scr, SX * SY * 4);

procedure TfmMain.Timer1Timer(Sender: TObject);
var
  x, y: Integer;
begin
  // В цикле рисуется полная левота. Рисуйте тут свою левоту :)
  for x := 0 to SX - 1 do
    for y := 0 to SY - 1 do
      TBig(Scr^)[x + y * SX] := RGB(Random(256), Random(256), Random(256));
  // При желании, используем средства Delphi на объекте ScrBitmap типа TBitmap
  // в т.ч. можно нарисовать на нем другой Bitmap с помощью функции
  // ScrBitmap.Canvas.Draw(x,y,AnotherBitmap);
  // Чтобы текст выглядел красивее (без фона), раскомментируйте строки
  // SetBkMode(ScrBitmap.Canvas.Handle, TRANSPARENT);
  ScrBitmap.Canvas.Font.Size := 24;
  ScrBitmap.Canvas.TextOut(10, 10, 'Demo');
  // SetBkMode(ScrBitmap.Canvas.Handle, OPAQUE);
  // Нарисуемся
  pbDrawPaint(Self);
end;

В примере я (Мироводин Дмитрий) добавил вывод значения FPS, и несколько заменил процедуру заполнения массива пикселями. Дело в том, что функция Random является достаточно долгой по времени выполнения (причем всегда с разным) и по этому я заменил ее на более простую - TBig(Scr^)[x + y * SX] := RGB(254,200,23); Т.е. простая "заливка". При таком подходе Вы можете оценить реальную скорость работы цепочки заполнение памяти - отрисовка.

Итак значения примерно следующие:

полный экран 800x600 - 70-80 ms
с использованием Random - 100-120 ms

Greetz to: Vano aka RIS, Uras aka Assargadon
Special thanx to: Leon the Trillennium