windows图形编程 学习杂谈 之 高效率窗口背景

刚开始学习windows下的图形编程，只会用API创建窗口和最简单的消息函数。

总想给窗口画个背景图片，那么就开始吧。编程只看不动手是不会提高的。

开始从网上找资料，主要看的是GDI+_SDK参考手册。看了画图片的部分，很简单的嘛。

做了个最简单的OnPaint函数，在WM_WM_PAINT消息处理中调用。

[cpp] view plaincopy

1. void OnPaint(HWND hWnd)  
2. {  
3.     Bitmap bmp(TEXT("i:\\background.jpg"));  //用图片文件创建Bitmap对象  
4.     HDC hdc(GetDC(hWnd));  //取得设备环境句柄  
5.   
6.     RECT rect;  
7.     GetClientRect(hWnd, &rect);   //获取窗口坐标  
8.     UINT clientWidth = rect.right - rect.left;  //计算宽度  
9.     UINT clientHeight = rect.bottom - rect.top; //计算高度  
10.       
11.     Graphics gs(hdc); //创建Graphics对象  
12.     gs.DrawImage(&bmp, 0, 0, clientWidth, clientHeight); //画图  
13.   
14.     ReleaseDC(hWnd, hdc); //释放设备环境句柄  
15. }  

编译运行，效果还不错。好的开始是成功的第一步。

欣喜过后，发现了一些缺点：

1、重绘过程中有可能出现背景颜色的闪现（我的窗口用的是淡绿的眼睛保护色）

2、窗口放大缩小后，图片比例变形。这怎么可以，美女变胖妞。（绝对无法容忍）

3、加入一个计时器计算时间，1024X768绘图的FPS只有25。速度太慢。

好吧，开始优化，又找资料又查MSDN，发现网上几乎都是很简单的demo，只能自己想办法。

折腾了好几天，最终优化版出炉。

优化在以下几个方面：

1、图片要一次读取，不能每次OnPaint从文件读取，效率太低。把文件读取的代码放在窗口创建的消息处。

2、读取图片用gdi+容易，绘图用gdi更快。

3、图片的缩放在WM_SIZE消息下处理，这部分很花时间，OnPaint只负责画调整好的，就快多了。

4、添加WM_ERASEBKGND消息处理，简单的return 1就可以不让windows刷新背景（背景我自己画）。

5、采用缓冲机制，处理好的图片是放在内存中，OnPaint才刷到屏幕上。

6、OnPaint的时候，不画全部窗口，只画无效部分。

7、这些功能函数封装成一个类，便于使用。

设计了一个BackGroundBmp类，用于创建背景图片，调整图片尺寸，画到窗口中。

[cpp] view plaincopy

1. Bitmap* m_pbmp;  //gdi+ 的Bitmap对象，用于从文件中读取各种类型的图片（gdi只能读bmp），并且用于缩放。  
2. HBITMAP m_membmp;  //gdi的内存图，是m_pbmp缩放处理后产生的。用于屏幕输出。  
3. int m_width;   //内存图宽  
4. int m_height; //内存图高  

成员变量很简单，4个

类的重要函数有3个，分别是

[cpp] view plaincopy

1. bool Create(const WCHAR* filename);  
2. bool FixSize(HWND hWnd, int cxWidth, int cxHeight);  
3. bool Paint(HDC hdc, const RECT& rect);  

核心部分是FixSize，用gdi+对象实现缩放，画在gdi的内存图中。（完整代码最后附上）

简单解说一下这个函数的部分代码：

[cpp] view plaincopy

1. double xscale = static_cast<double>(m_width) / bmpwidth;  
2. double yscale = static_cast<double>(m_height) / bmpheight;  

bmpwidth、bmpheight是原图像的尺寸

m_width、m_height = 窗口客户区的尺寸

计算2种尺寸之间的比例关系。

下面就是缩放的关键代码：

[cpp] view plaincopy

1. double fixscale = xscale > yscale ? xscale : yscale;  
2. Rect rect(bmpwidth * (xscale - fixscale) / 2,  
3.           bmpheight * (yscale - fixscale) / 2,  
4.           bmpwidth * fixscale,  
5.           bmpheight * fixscale);  

就是短短的几行，折腾了我好半天。（没办法，我的数学是体育老师教的）

怎么调整参数都不对，图片有变形。

后来才发现gdi+的Rect和gdi的RECT后2个参数居然代表的意义不一样。吐血。

RECT是gdi的一个结构，4个参数表示左上角坐标和右下角坐标。

Rect是gdi+的一个对象，前2个参数表示左上角的坐标，后面1个是宽度，1个是高度。

坐标调整好，接下来就简单了，创建一个内存DC，基于这个DC建立Graphics对象，用DrawImage函数把原始图像画到内存图中，传入刚才的Rect实现缩放。（代码略）

做完FixSize函数，试着运行下，效果非常棒，缩放没有一点失真。嘿嘿。很满意。

唯一缺点是速度比较慢（FPS才十几），好在窗口大小不是经常调整的。

还折腾过StretchBlt缩放图片，设置HALFTONE或者STRETCH_HALFTONE模式，缩小图片都有失真。速度是快，质量就差了。

StretchBlt缩放的代码在BackGroundBmp类中有实现，被我注释掉了。（完整代码中有包含，可以比较2种缩放方式的差别）

在工程里面还添加了一个高精度计时器类，从《Visual C++ 2010入门经典》这书上扒拉下来的，很棒的一个小工具。

在每个消息处理部分添加了计时。

工程项目顺利完工，迫不及待的编译执行。

效果太完美了，图像清晰，缩放不变形，无失真。OnPaint的FPS是一个我没想到过的数字（嘿嘿，保密，编译我的源码去试试看）。

以下完整源码，vs中建立空的win32 Project，把几个文件复制进去就行了。注意修改头文件的路径和图片的文件名（对话框和控件什么的还不会）

[cpp] view plaincopy

1. //main.cpp  
2.   
3. #include <Windows.h>  
4. #include <tchar.h>  
5. #include <GdiPlus.h>  
6. #include <sstream>  
7. #include "include\hrtimer.h"  
8. #include "include\backgroundbmp.h"  
9. #pragma comment(lib, "gdiplus.lib")  
10. using namespace Gdiplus;  
11.   
12. HRTimer timer;  
13.   
14. LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam);  
15. void PrintText(HWND hWnd, const std::basic_string<TCHAR>& string, int xPos, int yPos);  
16.   
17. int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)  
18. {  
19.     WNDCLASSEX WindowClass;  
20.   
21.     static LPCTSTR szAppName = TEXT("myApp");  
22.     HWND hWnd;  
23.     MSG msg;  
24.   
25.     GdiplusStartupInput gdiplusstartinput;  
26.     ULONG_PTR gdiplustoken;  
27.   
28.     GdiplusStartup(&gdiplustoken, &gdiplusstartinput, 0);  
29.   
30.     WindowClass.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);  
31.     WindowClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;  
32.     WindowClass.lpfnWndProc = WindowProc;  
33.     WindowClass.cbClsExtra = 0;  
34.     WindowClass.cbWndExtra = 0;  
35.     WindowClass.hInstance = hInstance;  
36.     WindowClass.hIcon = LoadIcon(0, IDI_APPLICATION);  
37.     WindowClass.hCursor = LoadCursor(0, IDC_ARROW);  
38.     WindowClass.hbrBackground =reinterpret_cast<HBRUSH>(COLOR_WINDOW+1);  
39.     WindowClass.lpszMenuName = 0;  
40.     WindowClass.lpszClassName = szAppName;  
41.     WindowClass.hIconSm = 0;  
42.   
43.     RegisterClassEx(&WindowClass);  
44.   
45.     hWnd = CreateWindow(szAppName,   
46.                         TEXT("background"),   
47.                         WS_OVERLAPPEDWINDOW,   
48.                         CW_USEDEFAULT,  
49.                         CW_USEDEFAULT,  
50.                         CW_USEDEFAULT,  
51.                         CW_USEDEFAULT,  
52.                         nullptr,  
53.                         nullptr,   
54.                         hInstance,   
55.                         nullptr);  
56.       
57.     ShowWindow(hWnd, nCmdShow);  
58.     UpdateWindow(hWnd);  
59.     while(GetMessage(&msg, 0, 0, 0) == TRUE)  
60.     {  
61.         TranslateMessage(&msg);  
62.         DispatchMessage(&msg);  
63.     }  
64.     GdiplusShutdown(gdiplustoken);  
65.     return static_cast<int>(msg.wParam);  
66. }  
67.   
68. LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)  
69. {  
70.     HDC hdc;  
71.     PAINTSTRUCT paintst;  
72.     static int cxclient, cyclient;   //客户区长度和宽度  
73.     static std::basic_ostringstream<TCHAR> ss1, ss2, ss3;  
74.     static BackGroundBmp bmp;  
75.     switch(message)  
76.     {  
77.   
78.     case WM_CREATE:  
79.         timer.StartTimer();  
80.         bmp.Create(TEXT("i:\\background.jpg"));  
81.         ss1.str(TEXT(""));  
82.         ss1 << "CreateFPS: " << static_cast<int>(1 / timer.StopTimer());  
83.         return 0;  
84.   
85.     case WM_ERASEBKGND:  
86.         return 1;  
87.   
88.     case WM_SIZE:  
89.         timer.StartTimer();  
90.         cxclient = LOWORD(lParam);  
91.         cyclient = HIWORD(lParam);  
92.         bmp.FixSize(hWnd, cxclient, cyclient);  
93.         ss2.str(TEXT(""));  
94.         ss2 << "SizeFPS: " << static_cast<int>(1 / timer.StopTimer());  
95.         return 0;  
96.   
97.     case WM_PAINT:  
98.         hdc = BeginPaint(hWnd, &paintst);  
99.         timer.StartTimer();  
100.         bmp.Paint(hdc, paintst.rcPaint);  
101.           
102.         //输出size和fps  
103.         ss3.str(TEXT(""));  //清空输出流  
104.         ss3 << TEXT("PaintFPS: ") << static_cast<int>(1 / timer.StopTimer());  
105.         PrintText(hWnd, ss1.str(), 0, 0);  
106.         PrintText(hWnd, ss2.str(), 0, 20);  
107.         PrintText(hWnd, ss3.str(), 0, 40);  
108.         ss3.str(TEXT(""));  //清空输出流  
109.         ss3 << TEXT("SIZE: ") << cxclient << TEXT(" ") << cyclient;  
110.         PrintText(hWnd, ss3.str(), 0, 60);  
111.         EndPaint(hWnd, &paintst);  
112.         return 0;  
113.       
114.     case WM_DESTROY:  
115.         PostQuitMessage(0);  
116.         return 0;  
117.       
118.     default:  
119.         return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);  
120.     }  
121. }  
122.   
123. void PrintText(HWND hWnd, const std::basic_string<TCHAR>& str, int xPos, int yPos)  
124. {  
125.     HDC hdc = GetDC(hWnd);  
126.     TextOut(hdc, xPos, yPos, str.c_str(), str.size());  
127.     ReleaseDC(hWnd, hdc);  
128. }  

[cpp] view plaincopy

1. //backgroundbmp.h  
2. //背景图片类  
3. //只能用于桌面应用程序，不能在控制台用，受到gdi+的一些函数限制  
4.   
5. #pragma once  
6. #include <windows.h>  
7. #include <tchar.h>  
8. #include <GdiPlus.h>  
9.   
10. using namespace Gdiplus;  
11.   
12. class BackGroundBmp  
13. {  
14.   
15. public:  
16.     BackGroundBmp()  
17.         : m_pbmp(nullptr), m_membmp(nullptr), m_width(0), m_height(0) {}  
18.     BackGroundBmp(const WCHAR* filename)  
19.         : m_pbmp(nullptr), m_membmp(nullptr), m_width(0), m_height(0)  
20.         {Create(filename);}  
21.     virtual ~BackGroundBmp();  
22.       
23.     bool isOk() const {return m_pbmp != nullptr;}  
24.     HBITMAP GetBmp() {return m_membmp;}  
25.     int GetBmpWidth() const {return m_width;}  
26.     int GetBmpHeight() const {return m_height;}  
27.   
28.     bool Create(const WCHAR* filename);  
29.     bool FixSize(HWND hWnd, int cxWidth, int cxHeight);  
30.     bool Paint(HDC hdc, const RECT& rect);  
31.   
32. private:  
33.     BackGroundBmp(const BackGroundBmp&);  //not allow  
34.     BackGroundBmp& operator=(const BackGroundBmp&);  //not allow  
35.   
36. private:  
37.     Bitmap* m_pbmp;  //Gdi+ object  
38.     HBITMAP m_membmp;  //gdi object  
39.     int m_width;  
40.     int m_height;  
41. };  

[cpp] view plaincopy

1. //backgroundbmp.cpp  
2. #include "include\backgroundbmp.h"  
3.   
4. BackGroundBmp::~BackGroundBmp()  
5. {  
6.     DeleteObject(m_membmp);  
7. }  
8.   
9. bool BackGroundBmp::Create(const WCHAR* filename)  
10. {  
11.     if (filename == nullptr)  
12.         return false;  
13.     m_pbmp = Bitmap::FromFile(filename);  
14.     return (m_pbmp != nullptr);  
15. }  
16.   
17. //效果不好，虽然速度快，缩小有失真  
18. /* 
19. bool BackGroundBmp::FixSize(HWND hWnd, int cxWidth, int cxHeight) 
20. { 
21.     if (!m_pbmp) 
22.         return false; 
23.      
24.     m_width = cxWidth; 
25.     m_height = cxHeight; 
26.      
27.     //取得原图长宽 
28.     int bmpwidth = m_pbmp->GetWidth(); 
29.     int bmpheight = m_pbmp->GetHeight(); 
30.  
31.     //计算x、y方向长宽比例 
32.     double xscale = static_cast<double>(m_width) / bmpwidth; 
33.     double yscale = static_cast<double>(m_height) / bmpheight; 
34.  
35.     //计算原图复制后的长宽，经过同比放大或缩小，截去超过的x部分或y部分，保证图片长宽比例不变形 
36.     double fixscale = xscale > yscale ? xscale : yscale; 
37.     //直接drawimage在内存中，比上一个版本快很多 
38.     //删除旧的内存图 
39.     DeleteObject(m_membmp); 
40.      
41.     HDC hdc = GetDC(hWnd); 
42.      
43.     //根据客户区大小建立新的内存图和内存DC 
44.     m_membmp = CreateCompatibleBitmap(hdc, m_width, m_height); 
45.     HDC destdc = CreateCompatibleDC(hdc); 
46.     HDC sourcedc = CreateCompatibleDC(hdc); 
47.     //选择内存DC绘图 
48.     HBITMAP tempbmp; 
49.     Status status = m_pbmp->GetHBITMAP(Color(255,255,255), &tempbmp); 
50.     if (status != Ok) 
51.         MessageBox(0,L"wrong",0,0); 
52.     HGDIOBJ destobj = SelectObject(destdc, m_membmp); 
53.     HGDIOBJ sourceobj = SelectObject(sourcedc, tempbmp); 
54.  
55.     //Graphics graphics(memdc); 
56.      
57.     //最佳图像质量 
58.     //graphics.SetInterpolationMode(InterpolationModeHighQualityBicubic); 
59.     SetStretchBltMode(sourcedc,STRETCH_HALFTONE); 
60.     SetBrushOrgEx(sourcedc,0, 0, nullptr); 
61.  
62.     //直接画到内存DC中 
63.     //graphics.DrawImage(m_pbmp, rect, 0, 0, bmpwidth, bmpheight, UnitPixel); 
64.  
65.     StretchBlt(destdc, 
66.                bmpwidth * (xscale - fixscale) / 2,  
67.                bmpheight * (yscale - fixscale) / 2, 
68.                bmpwidth * fixscale, 
69.                bmpheight * fixscale, 
70.                sourcedc, 
71.                0, 
72.                0, 
73.                bmpwidth, 
74.                bmpheight, 
75.                SRCCOPY); 
76.      
77.     SelectObject(sourcedc, sourceobj); 
78.     DeleteDC(sourcedc); 
79.     SelectObject(destdc, destobj); 
80.     DeleteDC(destdc); 
81.     ReleaseDC(hWnd, hdc); 
82. } 
83. */  
84.   
85. //速度慢，效果很好，无失真  
86. bool BackGroundBmp::FixSize(HWND hWnd, int cxWidth, int cxHeight)  
87. {  
88.     //如果图像没有从文件载入，生成1个空的客户区大小的内存图像  
89.     HDC hdc = GetDC(hWnd);  
90.     m_width = cxWidth;  
91.     m_height = cxHeight;  
92.   
93.     //删除旧的内存图  
94.     DeleteObject(m_membmp);   
95.     //根据客户区大小建立新的内存图和内存DC  
96.     m_membmp = CreateCompatibleBitmap(hdc, m_width, m_height);  
97.       
98.     if (!m_pbmp)  
99.     {  
100.         ReleaseDC(hWnd, hdc);  
101.         return false;  
102.     }  
103.       
104.     //取得原图长宽  
105.     int bmpwidth = m_pbmp->GetWidth();  
106.     int bmpheight = m_pbmp->GetHeight();  
107.   
108.     //计算x、y方向长宽比例  
109.     double xscale = static_cast<double>(m_width) / bmpwidth;  
110.     double yscale = static_cast<double>(m_height) / bmpheight;  
111.   
112.     //计算原图复制后的长宽，经过同比放大或缩小，截去超过的x部分或y部分，保证图片长宽比例不变形  
113.     double fixscale = xscale > yscale ? xscale : yscale;  
114.     Rect rect(bmpwidth * (xscale - fixscale) / 2,  
115.               bmpheight * (yscale - fixscale) / 2,  
116.               bmpwidth * fixscale,  
117.               bmpheight * fixscale);  
118.       
119.     HDC memdc = CreateCompatibleDC(hdc);  
120.       
121.     //选择内存DC绘图  
122.     HGDIOBJ oldmap = SelectObject(memdc, m_membmp);  
123.     Graphics graphics(memdc);  
124.       
125.     //最佳图像质量  
126.     graphics.SetInterpolationMode(InterpolationModeHighQualityBicubic);  
127.       
128.     //直接画到内存DC中  
129.     graphics.DrawImage(m_pbmp, rect, 0, 0, bmpwidth, bmpheight, UnitPixel);  
130.       
131.     SelectObject(memdc, oldmap);  
132.     DeleteDC(memdc);  
133.     ReleaseDC(hWnd, hdc);  
134.     return true;  
135. }  
136.   
137. bool BackGroundBmp::Paint(HDC hdc, const RECT& rect)  
138. {  
139.     HDC memdc = CreateCompatibleDC(hdc);  
140.     HGDIOBJ oldbmp = SelectObject(memdc, m_membmp);  
141.     BitBlt(hdc,   
142.            rect.left, rect.top, rect.right - rect.left, rect.bottom - rect.top,   
143.            memdc,   
144.            rect.left, rect.top,   
145.            SRCCOPY);  
146.     SelectObject(memdc, oldbmp);  
147.     DeleteDC(memdc);  
148.     return true;  
149. }  

[cpp] view plaincopy

1. //hrtimer.h  
2. //高精度计时器类  
3. #pragma once  
4. #include <Windows.h>  
5.   
6. class HRTimer  
7. {  
8. public:  
9.     HRTimer(): frequency(1.0 / GetFrequency()) {}  
10.     double GetFrequency()  
11.     {  
12.         LARGE_INTEGER proc_freq;  
13.         ::QueryPerformanceFrequency(&proc_freq);  
14.         return static_cast<double>(proc_freq.QuadPart);  
15.     }  
16.     void StartTimer()  
17.     {  
18.         DWORD_PTR oldmask = ::SetThreadAffinityMask(::GetCurrentThread(), 0);  
19.         ::QueryPerformanceCounter(&start);  
20.         ::SetThreadAffinityMask(::GetCurrentThread(), oldmask);  
21.     }  
22.     double StopTimer()  
23.     {  
24.         DWORD_PTR oldmask = ::SetThreadAffinityMask(::GetCurrentThread(), 0);  
25.         ::QueryPerformanceCounter(&stop);  
26.         ::SetThreadAffinityMask(::GetCurrentThread(), oldmask);  
27.         return ((stop.QuadPart - start.QuadPart) * frequency);  
28.     }  
29. private:  
30.     LARGE_INTEGER start;  
31.     LARGE_INTEGER stop;  
32.     double frequency;  
33. };  

原文地址：http://blog.csdn.net/ananluowei/article/details/12081401