双缓冲绘图技术.docx
《双缓冲绘图技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双缓冲绘图技术.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
双缓冲绘图技术
由双缓冲绘图技术谈起到Delphi源码实现
摘要：
双缓冲绘图技术在Delphi中的实现
关键字：
Delphi,双缓冲,Canvas
作者：
上海翰博数码科技实业有限公司沈小云
说明：
假设读者熟悉VCL
双缓冲绘图也不是什么新技术，简单的说：
在绘图实现时不直接绘在窗口上，而是先绘在内存里，再一起“拷贝”至窗口。
实现起来也不复杂，创建一兼容HDC,在此兼容HDC上绘图，最后拷贝到窗口HDC就行了。
本人前段时间把一C++实现该技术的代码改成了Delphi代码，都是用Win32API写的。
今改成了使用Delphi自带的类，试了一下（窗口类Canvas与TImage的Canvas）。
实现方式大同小异，但不得不提的是在窗口中直接使用Canvas绘图与TImage.Canvas却不相同。
使用TImage.Canvas绘图时，自动使用了双缓冲技术，而窗口的Canvas对像却未实现。
怎么回事呢？
看一下代码吧，“源码面前没有秘密”!
一．TImage类的Canvas
TImage=class（TGraphicControl）
...
propertyCanvas:
TCanvasreadGetCanvas;
...
functionTImage.GetCanvas:
TCanvas;
var
Bitmap:
TBitmap;
begin
ifPicture.Graphic=nilthen
begin
Bitmap:
=TBitmap.Create;
try
Bitmap.Width:
=Width;
Bitmap.Height:
=Height;
Picture.Graphic:
=Bitmap;
finally
Bitmap.Free;
end;
end;
ifPicture.GraphicisTBitmapthen
Result:
=TBitmap（Picture.Graphic）.Canvas
else
raiseEInvalidOperation.Create（SImageCanvasNeedsBitmap）;
end;
可知TImage.Canvas来自Bitmap.Canvas，好，那来看看TBitmap.Canvas
functionTBitmap.GetCanvas:
TCanvas;
begin
ifFCanvas=nilthen
begin
HandleNeeded;
ifFCanvas=nilthen//possiblerecursion
begin
FCanvas:
=TBitmapCanvas.Create（Self）;
FCanvas.OnChange:
=Changed;
FCanvas.OnChanging:
=Changing;
end;
end;
Result:
=FCanvas;
end;
显而易见TBitmap.Canvas=TBitmapCanvas.Create;也就是说TImage.Canvas=TBitmapCanvas.Create.即使用TImage.Canvas绘图时，实际是在TBitmapCanvas上绘图的。
让我们再来看看TBitmapCanvas类:
TBitmapCanvas=class（TCanvas）
private
FBitmap:
TBitmap;
FOldBitmap:
HBITMAP;
FOldPalette:
HPALETTE;
procedureFreeContext;
protected
procedureCreateHandle;override;
public
constructorCreate（ABitmap:
TBitmap）;
destructorDestroy;override;
end;
关注一下CreateHandle函数:
procedureTBitmapCanvas.CreateHandle;
var
H:
HBITMAP;
begin
ifFBitmap<>nilthen
begin
Lock;
try
FBitmap.HandleNeeded;
DeselectBitmap（FBitmap.FImage.FHandle）;
//!
!
DeselectBitmap（FBitmap.FImage.FMaskHandle）;
FBitmap.PaletteNeeded;
H:
=CreateCompatibleDC（0）;
ifFBitmap.FImage.FHandle<>0then
FOldBitmap:
=SelectObject（H,FBitmap.FImage.FHandle）else
FOldBitmap:
=0;
ifFBitmap.FImage.FPalette<>0then
begin
FOldPalette:
=SelectPalette（H,FBitmap.FImage.FPalette,True）;
RealizePalette（H）;
end
else
FOldPalette:
=0;
Handle:
=H;
BitmapCanvasList.Add（Self）;
finally
Unlock;
end;
end;
end;
读起来也不困难，FBitmap是Create构造函数传进来的。
而我们应该关注的代码位于斜体部份，也很好理解：
创建兼容DC，并选进设备。
要的就是这个效果，现在知道为什么使用TImage.Canvas来绘图是使用的双缓冲技术的了吧？
那么这个兼容DC是如何从内存“拷贝”到窗口的呢？
我们使用上面的分析方法，当TImage基类TGraphicControl收到WM_PAINT消息时，将执行下面的代码:
procedureTGraphicControl.WMPaint（varMessage:
TWMPaint）;
begin
ifMessage.DC<>0then
begin
Canvas.Lock;
try
Canvas.Handle:
=Message.DC;
try
Paint;
finally
Canvas.Handle:
=0;
end;
finally
Canvas.Unlock;
end;
end;
end;
（在此先仅关注Paint函数）
而TImage覆盖了此Paint虚函数:
procedureTImage.Paint;
var
Save:
Boolean;
begin
ifcsDesigninginComponentStatethen
withinheritedCanvasdo
begin
Pen.Style:
=psDash;
Brush.Style:
=bsClear;
Rectangle（0,0,Width,Height）;
end;
Save:
=FDrawing;
FDrawing:
=True;
try
withinheritedCanvasdo//祖先的Canvas
StretchDraw（DestRect,Picture.Graphic）;
finally
FDrawing:
=Save;
end;
end;
抛开枝节，关注两个地方，一是斜体部份的Canvas对像，二是StrectchDraw函数。
先看看此Canvas对像，它被显示声明为基类的Canvas对像。
不得不提，此Canvas.Handle即句柄的赋值代码：
procedureTGraphicControl.WMPaint（varMessage:
TWMPaint）;
begin
ifMessage.DC<>0then
begin
Canvas.Lock;
try
Canvas.Handle:
=Message.DC;
try
Paint;
finally
Canvas.Handle:
=0;
end;
finally
Canvas.Unlock;
end;
end;
end;
是消息传递进来的，这里的DC为此TGraphicControl.Parent的DC。
至于如何传递进来的请参考《VCL构架剖析》，在此不费话了。
再看第二个关注点StrectDraw函数:
procedureTCanvas.StretchDraw（constRect:
TRect;Graphic:
TGraphic）;
begin
ifGraphic<>nilthen
begin
Changing;
RequiredState（csAllValid）;
Graphic.Draw（Self,Rect）;
Changed;
end;
end;
这里的Graphic是什么呢？
这里是TBitmap!
看看第一块代码。
那再看TBitmap.Draw函数吧：
procedureTBitmap.Draw（ACanvas:
TCanvas;constRect:
TRect）;
var
OldPalette:
HPalette;
RestorePalette:
Boolean;
DoHalftone:
Boolean;
Pt:
TPoint;
BPP:
Integer;
MaskDC:
HDC;
Save:
THandle;
begin
withRect,FImagedo
begin
ACanvas.RequiredState（csAllValid）;
PaletteNeeded;
OldPalette:
=0;
RestorePalette:
=False;
ifFPalette<>0then
begin
OldPalette:
=SelectPalette（ACanvas.FHandle,FPalette,True）;
RealizePalette（ACanvas.FHandle）;
RestorePalette:
=True;
end;
BPP:
=GetDeviceCaps（ACanvas.FHandle,BITSPIXEL）*
GetDeviceCaps（ACanvas.FHandle,PLANES）;
DoHalftone:
=（BPP<=8）and（BPP<（FDIB.dsbm.bmBitsPixel*FDIB.dsbm.bmPlanes））;
ifDoHalftonethen
begin
GetBrushOrgEx（ACanvas.FHandle,pt）;
SetStretchBltMode（ACanvas.FHandle,HALFTONE）;
SetBrushOrgEx（ACanvas.FHandle,pt.x,pt.y,@pt）;
endelseifnotMonochromethen
SetStretchBltMode（ACanvas.Handle,STRETCH_DELETESCANS）;
try
{CallMaskHandleNeededpriortocreatingthecanvashandlesince
itcausesFreeContexttobecalled.}
ifTransparentthenMaskHandleNeeded;
Canvas.RequiredState（csAllValid）;
ifTransparentthen
begin
Save:
=0;
MaskDC:
=0;
try
MaskDC:
=GDICheck（CreateCompatibleDC（0））;
Save:
=SelectObject（MaskDC,FMaskHandle）;
TransparentStretchBlt（ACanvas.FHandle,Left,Top,Right-Left,
Bottom-Top,Canvas.FHandle,0,0,FDIB.dsbm.bmWidth,
FDIB.dsbm.bmHeight,MaskDC,0,0）;
finally
ifSave<>0thenSelectObject（MaskDC,Save）;
ifMaskDC<>0thenDeleteDC（MaskDC）;
end;
end
else
StretchBlt（ACanvas.FHandle,Left,Top,Right-Left,Bottom-Top,
Canvas.FHandle,0,0,FDIB.dsbm.bmWidth,
FDIB.dsbm.bmHeight,ACanvas.CopyMode）;
finally
ifRestorePalettethen
SelectPalette（ACanvas.FHandle,OldPalette,True）;
end;
end;
不要再深挖了，斜体部份很明了,功能就是将绘图内容从内存拷贝至窗口。
ACanvas.FHandle即上面所说的消息传递进来的HDC。
（ACanvas是TImage的祖先TGraphicControl的内部对像,Canvas在此为TBitmapCanvas实例）。
可能有点乱，因为我整理好了之后，再次阅读时，自已也迷糊了，仔细多看两遍吧。
再提一下：
TGraphicControl.Canvas与TImage.Canvas是两个实例，虽然TImage继承自TGraphicControl。
好了，我们再来看看为何使用窗口Canvas属性进行绘画时，没有使用双缓冲技术吧
二．窗口类的Canvas
其实也不能决对说窗口Canvas没有使用双缓冲技术，它有使用，但有限制。
条件是在将窗口TForm.DoubleBuffered设为TRUE的前提下，在Paint事件函数里使用Canvas对像进行绘图动作。
下面还是按照上面的方法来找出其中的缘由。
先看一下TCustomForm.WMPaint消息处理函数：
procedureTCustomForm.WMPaint（varMessage:
TWMPaint）;
var
DC:
HDC;
PS:
TPaintStruct;
begin
ifnotIsIconic（Handle）then
begin
ControlState:
=ControlState+[csCustomPaint];
inherited;
ControlState:
=ControlState-[csCustomPaint];
end
else
begin
DC:
=BeginPaint（Handle,PS）;
DrawIcon（DC,0,0,GetIconHandle）;
EndPaint（Handle,PS）;
end;
end;
这个简单，基本只用考滤斜体部份代码，即调用基类同名函数，在此要追溯到TWinControl.WMPaint函数：
procedureTWinControl.WMPaint（varMessage:
TWMPaint）;
var
DC,MemDC:
HDC;
MemBitmap,OldBitmap:
HBITMAP;
PS:
TPaintStruct;
begin
ifnotFDoubleBufferedor（Message.DC<>0）then
begin
ifnot（csCustomPaintinControlState）and（ControlCount=0）then
inherited
else
PaintHandler（Message）;
end
else
begin
DC:
=GetDC（0）;
MemBitmap:
=CreateCompatibleBitmap（DC,ClientRect.Right,ClientRect.Bottom）;
ReleaseDC（0,DC）;
MemDC:
=CreateCompatibleDC（0）;
OldBitmap:
=SelectObject（MemDC,MemBitmap）;
try
DC:
=BeginPaint（Handle,PS）;
Perform（WM_ERASEBKGND,MemDC,MemDC）;
Message.DC:
=MemDC;
WMPaint（Message）;
Message.DC:
=0;
BitBlt（DC,0,0,ClientRect.Right,ClientRect.Bottom,MemDC,0,0,SRCCOPY）;
EndPaint（Handle,PS）;
finally
SelectObject（MemDC,OldBitmap）;
DeleteDC（MemDC）;
DeleteObject（MemBitmap）;
end;
end;
end;
好，先看下面的斜体部份，若将TForm.DoubleBuffered设为TRUE，那么将创建兼容DC即使用双缓冲技术。
完了之后还是将会调用此函数，这时将会执行第一个斜体部份代码。
也就是说，不管是否设置Form.DoubleBuffered为何值，始终会执行PaintHandler函数。
只不过传递的参数的属性（DC）不同罢了。
那就看看PaintHandler都干了些什么吧:
procedureTWinControl.PaintHandler（varMessage:
TWMPaint）;
var
I,Clip,SaveIndex:
Integer;
DC:
HDC;
PS:
TPaintStruct;
begin
DC:
=Message.DC;
ifDC=0thenDC:
=BeginPaint（Handle,PS）;
try
ifFControls=nilthenPaintWindow（DC）else
begin
SaveIndex:
=SaveDC（DC）;
Clip:
=SimpleRegion;
forI:
=0toFControls.Count-1do
withTControl（FControls[I]）do
if（Visibleor（csDesigninginComponentState）and
not（csNoDesignVisibleinControlStyle））and
（csOpaqueinControlStyle）then
begin
Clip:
=ExcludeClipRect（DC,Left,Top,Left+Width,Top+Height）;
ifClip=NullRegionthenBreak;
end;
ifClip<>NullRegionthenPaintWindow（DC）;
RestoreDC（DC,SaveIndex）;
end;
PaintControls（DC,nil）;
finally
ifMessage.DC=0thenEndPaint（Handle,PS）;
end;
end;
PaintWindow是虚函数，TCustomForm覆盖了它:
procedureTCustomForm.PaintWindow（DC:
HDC）;
begin
FCanvas.Lock;
try
FCanvas.Handle:
=DC;
try
ifFDesigner<>nilthenFDesigner.PaintGridelsePaint;
finally
FCanvas.Handle:
=0;
end;
finally
FCanvas.Unlock;
end;
end;
可以看到，DC值赋给了FCanvas,触发了Paint事件。
由此可以知，只有在将TForm.DoubleBuffered设为TRUE的情况下，并在OnPaint事件中调用Canvas属性时，才会使用双缓冲技术。
那在TForm的其它事件中使用Canvas绘图是什么情况呢：
constructorTCustomForm.CreateNew（AOwner:
TComponent;Dummy:
Integer）;
begin
inheritedCreate（AOwner）;
ControlStyle:
=[csAcceptsControls,csCaptureMouse,csClickEvents,
csSetCaption,csDoubleClicks];
Left:
=0;
Top:
=0;
Width:
=320;
Height:
=240;
FIcon:
=TIcon.Create;
FIcon.Width:
=GetSystemMetrics（SM_CXSMICON）;
FIcon.Height:
=GetSystemMetrics（SM_CYSMICON）;
FIcon.OnChange:
=IconChanged;
FCanvas:
=TControlCanvas.Create;
FCanvas.Control:
=Self;
FBorderIcons:
=[biSystemMenu,biMinimize,biMaximize];
FBorderStyle:
=bsSizeable;
…
再看一下TControlCanvas类的定义:
procedureTControlCanvas.CreateHandle;
begin
ifFControl=niltheninheritedCreateHandleelse
begin
ifFDeviceContext=0then
begin
withCanvasList.LockListdo
try
ifCount>=CanvasListCacheSizethenFreeDeviceContext;
FDeviceContext:
=FControl.GetDeviceContext（FWindowHandle）;
Add（Self）;
finally
Ca
升级会员 