高性能Windows圖形開發(fā)庫WinG

摘 要 該文首先概述高性能Windows圖形開發(fā)庫WinG,然后講解WinG的一些特點(diǎn)及充分發(fā)揮WinG性能所必須遵循的十條原則,最后舉例說明其開發(fā)方法。

一、概述
在Windows下,由于其GDI設(shè)備無關(guān)性、窗口環(huán)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(yōu)點(diǎn)—設(shè)備無關(guān)性的同時(shí),在Win32 API中新增一個(gè)32位調(diào)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(zhì)量軟件的重要性,提
供了WinG(發(fā)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(shè)計(jì)的一種優(yōu)化的高性能圖形庫,運(yùn)行于386以上的處理器。WinG能在Windows環(huán)境中提供與DOS環(huán)境相當(dāng)?shù)挠螒驁D形性能。程序員可以直接將內(nèi)存中的設(shè)備無關(guān)位圖(DIB)傳送到屏幕,并且提供抖動(dòng)(halftoning)API,利用標(biāo)準(zhǔn)Microsoft抖動(dòng)調(diào)色板支持對真彩色的仿真。

二、WinGDC和API
WinG提供一種新型設(shè)備描述表WinGDC,其用法類似于其它設(shè)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(chuàng)建和選擇新的繪圖面或修改現(xiàn)有繪圖面的顏色表。應(yīng)用程序可以創(chuàng)建一個(gè)WinGDC和創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)WinGBitmap用于繪圖。一旦當(dāng)前幀繪圖、DIB組織、Sprite(精靈)組織完成后,就可將WinGDC緩沖區(qū)拷貝到屏幕。這種雙緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)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(shù)和類型。
附表
WinGDC不是調(diào)色板設(shè)備,是RGB設(shè)備。使用WinGSetDIBColorTable,而不是SelectPalette修改設(shè)備的顏色表。

三、WinG調(diào)色板管理
Windows調(diào)色板管理器用于管理多個(gè)應(yīng)用程序?qū)ν粋€(gè)系統(tǒng)調(diào)色板的使用請求。它給每個(gè)應(yīng)用程序分配一個(gè)虛擬256色的邏輯調(diào)色板,并在必要時(shí)將邏輯調(diào)色板中的顏色轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)調(diào)色板中的顏色。
所謂對等(Identify)調(diào)色板,就是一個(gè)與當(dāng)前系統(tǒng)調(diào)色板精確(1:1)匹配的邏輯調(diào)色板。它不需要進(jìn)行調(diào)色板轉(zhuǎn)換,因此將WinGDC傳送到屏幕上時(shí)使用對等調(diào)色板能大大提高傳送速度。
抖動(dòng)調(diào)色板是一個(gè)對等調(diào)色板,其中包含的顏色是經(jīng)過精心挑選的,并進(jìn)行了優(yōu)化使得在8位設(shè)備上通過抖動(dòng)模擬真彩色。應(yīng)用程序可選取該調(diào)色板并在顯示設(shè)備描述表中實(shí)現(xiàn),以便利用WinG提供的抖動(dòng)技術(shù)。WinG圖形庫提供兩個(gè)支持抖動(dòng)的API:WinGCreateHalftonePalette和 WinGCreateHalftoneBrush,利用它們可在8位設(shè)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(biāo)準(zhǔn)類型是自下而上的DIB,即DIB總是指向內(nèi)存中最底層的掃描線。坐標(biāo)(0,0)對應(yīng)于圖像的左下角,而Windows將(0,0)對應(yīng)于顯示器和設(shè)備相關(guān)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(nèi)存中的地址計(jì)算如下:
//計(jì)算每掃描線實(shí)際比特?cái)?shù) 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(shù)DIB相同,內(nèi)存中的第一掃描線對應(yīng)于圖像的第一行。此時(shí)BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)的成員biHeight為負(fù)值。
對于8位自上而下DIB,屏幕上像素(X,Y)在內(nèi)存中的地址計(jì)算為:
pPixelXY = DibAddr + Y*DibWidthBytes + X.

五、充分發(fā)揮WinG性能方法
為了最大限度地發(fā)揮Windows環(huán)境下的WinG的塊傳送性能,要求:
·取出單色圖形調(diào)試卡和拆接網(wǎng)絡(luò)連接器;
·保存WinGBitmap表面指針和BITMAPINFO;
·避免重復(fù)GDI調(diào)用;
·專用函數(shù)可能比GDI函數(shù)執(zhí)行速度快;
·對任何函數(shù)都要測試其執(zhí)行速度;
·不要縮放位圖;
·不要進(jìn)行塊傳遞;
·不要進(jìn)行剪切操作;
·使用對等調(diào)色板;
·使用推薦的DIB格式。

六、應(yīng)用實(shí)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(chuàng)建項(xiàng)目文件wing32.mak,設(shè)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(lián)系。
首先選擇Tools|Options...菜單項(xiàng),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(xiàng),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(zhí)行WinG安裝程序Setup.exe,然后就可執(zhí)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(zhí)行文件Wing32.exe中(見文中所述)。