解决 StretchBlt 产生的像素堆积问题

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　　补充说明： 　　-- hoodlum1980 2010年1月28日

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　　我很快发现这篇文章实际上意义不大了。因为这是因为没有设置我们需要的拉伸模式导致的问题。

　　图像失真是由于 StretchBlt 的默认模式是 BLACKONWHITE：（对产生重叠的像素进行AND操作）导致的。事实上解决这个问题的正确方式是在 StretchBlt 之前调用 SetStretchBltMode 函数设置模式，下文中采用的方法实际上是 COLORONCOLOR 模式（即删除像素），这种模式将完全舍弃那些产生重叠的行列信息。下面解释一下这些模式：（内容来自 MSDN）

　　

BLACKONWHITE

　　在保留像素和损失像素之间执行逻辑与（AND）操作。如果图片是单色位图，则被舍弃的黑色像素会在被保留的白色像素上保持黑色。

COLORONCOLOR

　　删除像素。不保留那些被舍弃行列上的像素信息。 （备注：即本文后面采用的下采样方式）

HALFTONE

　　把源矩形中的像素映射到目标矩形时，使像素的平均值近似相同。使用这种模式，应用程序必须然后调用  SetBrushOrgEx 校正画刷起始点，否则可能产生偏差。

WHITEONBLACK

　　在保留像素和损失像素之间执行逻辑或（OR）操作。如果图片是单色位图，则被舍弃的白色像素会在被保留的黑色像素上保持白色。

　　在拉伸绘制时，我们应该先进行模式设置：

     hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);              
     SetStretchBltMode( hdc,  HALFTONE );
     HDC hMemDC = CreateCompatibleDC(hdc);
     SelectObject(hMemDC, m_Bitmap);
     StretchBlt( hdc, 0, 0, 102, 136, hMemDC, 0, 0, 331,372, SRCCOPY );
     DeleteDC(hMemDC);

　　EndPaint(hWnd, *ps);

　　以下是原文内容：

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　　本文所提到的问题是一个在实际项目中遇到的问题，在 VC 中，通过 StretchBlt 函数来完成缩小位图，将导致像素堆积（效果可参考下图）。具体体现就是 GDI 可能在 StretchBlt 的实现是比较简单的，导致使用拉伸绘制后的图像分辨率严重失真，以至于不能符合应用的要求。因此我们必须解决这个问题。（PS：在我印象中，可能在 GDI+ 中是不存在这个问题的。）

　　问题出现时，最开始我以为是在保存过程中的图像压缩质量导致的问题，但我把图像质量设置到 100% 时，图像质量依然没有任何改善，然后我发现其实图像质量的降低是发生在 StretchBlt 这一步，（DestRect 比原图小）一旦做了这个操作 ，则图像就变得面目全非，难以辨认细节。因此我很快的在网上搜索一些资料，也想过是不是要放弃CImage，该用网上的开源的CxImage。最终我采用的是在《CTreeCtrl和CListCtrl复杂控件的综合使用》一文中使用的方法：在matlab中叫做重采样（上采样-updample，下采样-downsample）。

　　在GDI中，如果是放大的拉伸绘制，产生的结果就是像素被线性放大，将出现明显锯齿，实际上问题不大。（一般的应用程序在放大图像时， 会在像素方格内进行线性插值来柔和图像。）因此本文主要讨论的是缩小的拉伸绘制。

　　缩小的拉伸绘制的原理非常简单，就是把图像缩小以后，我们把目标图像上的每个像素，按缩放比例去原图中选取相应像素，拷贝到目标图像中。 为了加快操作，我们使用图像的数据块进行操作。（在.NET中对应的大概是Bitmap.LockBits）

　　代码如下：

//缩放复制
void StretchBltFast(CImage* pDest, int xDest, int yDest, int cxDest, int cyDest, 
    CImage* pSrc, int xSrc, int ySrc, int cxSrc, int cySrc)
{
    int i,j,k;
    LPBYTE pBitsSrc = (LPBYTE)(pSrc->GetBits()); //数据块起始位置
    LPBYTE pBitsDest = (LPBYTE)(pDest->GetBits());//数据块起始位置
    LPBYTE pixAddrSrc = pBitsSrc;
    LPBYTE pixAddrDest = pBitsDest;

    int strideSrc = pSrc->GetPitch(); //pitch有时为负
    int strideDest = pDest->GetPitch();
    int bytesPerPixelSrc = pSrc->GetBPP()/8;
    int bytesPerPixelDest = pDest->GetBPP()/8;
    
    for (j = 0; j < cyDest; j++)
    {
        for (i = 0; i < cxDest; i++)
        {
            pixAddrSrc = pBitsSrc + (j * cySrc / cyDest) * strideSrc + (i * cxSrc / cxDest) *  bytesPerPixelSrc;
            pixAddrDest = pBitsDest + strideDest * j  + i  * bytesPerPixelDest;

            //复制当前像素
            for (k = 0; k < bytesPerPixelDest; k++, pixAddrDest++)
            {
                *pixAddrDest = *pixAddrSrc;

                //是否可以移动到下一个通道？
                if(k < bytesPerPixelSrc - 1) pixAddrSrc++;
            }
        }
    }
}

　　使用上面的重采样方法和GDI的StretchBlt方法绘制的图像效果如下：（可见重采样方法的效果是要好过StretchBlt）

　　

　　补充一些其他讨论：

　　（1）MSDN中提到CImage可以使用32bpp的图片进行 alpha 合成， 即使用第四个通道作为每个像素的 alpha 值。本质上是通过调用 AlphaBlend 来实现的。根据 AlphaBlend 函数的要求，在绘制（draw）前必须预先把alpha通道应用到位图的RGB通道上（RGB*Alpha/255); 绘制结果如下所示：

 

　　

　　预先应用alpha通道将改变RGB通道中的数据，代码如下所示：

//对CImage预先应用alpha通道
void PreMultiplied(CImage* pImg)
{
    int i, j;
    LPBYTE pPixel;

    //必须是32bpp
    if(pImg->GetBPP() != 32)
        return;

    LPBYTE pBytes = (LPBYTE)pImg->GetBits();
    int stride = pImg->GetPitch();

    int width = pImg->GetWidth();
    int height = pImg->GetHeight();

    for(j=0; j<height; j++)
    {
        for(i=0; i<width;i++)
        {
            pPixel = pBytes + j * stride + i * 4;
            pPixel[0] = (BYTE)((UINT)pPixel[0] * pPixel[3]/0xff);
            pPixel[1] = (BYTE)((UINT)pPixel[1] * pPixel[3]/0xff);
            pPixel[2] = (BYTE)((UINT)pPixel[2] * pPixel[3]/0xff);
        }
    }
}

　　在上图中，左上角是一个32bpp的图像绘制结果。 在下方我分别绘制了 0，1，2，3 每个通道的图像（转变成灰度图像），其中RGB通道是在应用Alpha通道前的数据。（可以事先创建一个24bpp的同等大小图像去接收某个通道数据）

//获取指定的通道，填充到pDest中（灰度图像）
void GetChannel(CImage* pDest, CImage* pSrc, int channel)
{
    int i, j, k;

    LPBYTE pPixelDest, pPixelSrc;
    LPBYTE pBytesDest = (LPBYTE)pDest->GetBits();
    LPBYTE pBytesSrc = (LPBYTE)pSrc->GetBits();

    int strideDest = pDest->GetPitch();
    int strideSrc = pSrc->GetPitch();

    int width = pDest->GetWidth();
    int height = pSrc->GetHeight();
    int bppDest = pDest->GetBPP();
    int bppSrc = pSrc->GetBPP();

    for(j=0; j<height; j++)
    {
        for(i=0; i<width;i++)
        {
            pPixelSrc = pBytesSrc + j * strideSrc + i*bppSrc/8 + channel;
            pPixelDest = pBytesDest + j * strideDest + i*bppDest/8;
            for(k=0; k < bppDest/8; k++, pPixelDest++)
            {
                *pPixelDest = *pPixelSrc;
            }
        }
    }
}

 

 　　本文参考以下资料：

　　（1） CTreeCtrl和CListCtrl复杂控件的综合使用 ；