Delphi中如何编写图像解析组件

Question

Delphi作为一个强大的RAD开发工具，在应用软件的开发方面一直有着它的独特优势。这种优势同样体现在图像相关软件的开发上。如果你要在桌面上放置一张图像，只需要简单的在桌面上放置一个Image控件，然后就可以通过其Image属性任意的加载BMP、WMF、EMF等格式的图像。如果还想增加对JPEG的支持，只需要添加一个JPEG单元即可。甚至在Image中加载一张JPEG后，Delphi会自动添加一个JPEG单元。一切做起来就是这么的简单。基本格式都已经封装在了VCL中，那么Delphi对类似JPEG这样图像格式的支持是如何实现的呢？其实从TPicture中很容易看出其中的实现过程，它可以理解为所有图像对象的容器。如JPEG.pas中有如下两句代码:TPicture.RegisterFileFormat('jpeg', sJPEGImageFile, TJPEGImage);
TPicture.RegisterFileFormat('jpg', sJPEGImageFile, TJPEGImage);(sJPEGImageFile = 'JPEG Image File'，见JConsts.pas)什么意思呢？可以理解为将TJPEGImage注册为jpeg、jpg两种后缀图像文件的类。其实质就是将后缀，图像描述，具体图像解析类等信息保存到了FileFormats。具体见如下代码：var FileFormats: TFileFormatsList = nil;class procedure TPicture.RegisterFileFormat(const AExtension,
  ADescription: string; AGraphicClass: TGraphicClass);
begin
  GetFileFormats.Add(AExtension, ADescription, 0, AGraphicClass);
end;function GetFileFormats: TFileFormatsList;
begin
  if FileFormats = nil then FileFormats := TFileFormatsList.Create;
  Result := FileFormats;
end;而TPicture默认支持四种图像格式是因为TFileFormatsList的构造函数中已进行了添加。constructor TFileFormatsList.Create;
begin
  inherited Create;
  Add('wmf', SVMetafiles, 0, TMetafile);
  Add('emf', SVEnhMetafiles, 0, TMetafile);
  Add('ico', SVIcons, 0, TIcon);
  Add('bmp', SVBitmaps, 0, TBitmap);
end;也正是通过FileFormats中保存的信息，控件OpenPictureDialog中自动生成了所支持文件类型的列表。那么该如何编写这些图像解析类呢？TGraphic是TBitmap、TIcon、TMetafile对象的基类。同样这里的图像解析类也应该从TGraphic派生，利用很多VCL中已经封装了的代码，可以省去很多工作。实现基本功能一般只需要重载三个成员：TXXXImage = class(TGraphic)
protected
  procedure Draw(ACanvas: TCanvas; const Rect: TRect); override;//绘制图像到画布
public
  procedure LoadFromStream(Stream: TStream); override; //从流中获取图像数据
  procedure SaveToStream(Stream: TStream); override; //将图像数据写入流中
end;因为TGraphic.LoadFromFile/TGraphic.SaveToFile中已经实现了由文件名读取数据到流的/将流中的数据写入到对应文件的功能，无特殊需要这里可以不用重载。而成员Draw自然就是用于实现将图像绘制到画布，由于TCanvas对GDI的完善封装，这里不需要考虑如何将图像利用GDI绘制到窗体的这个过程。剩下的就只是编写图像解析部分的代码啦。下面就以RAS格式为例做进一步的探讨。这里没有用TGraphic作为基类，而是用了TBitmap，这样进一步把Draw的实现过程都省了，只需要在LoadFromStream中实现转化为位图的过程就可以了。typeTRASGraphic = class(TBitmap)
public
  procedure LoadFromStream(Stream: TStream); override;
  procedure SaveToStream(Stream: TStream); override;
end;//定义描述RAS文件头的记录类型
TRASHeader = packed record
  Magic,               //标记
  Width,               //宽
  Height,              //高
  Depth,               //色深
  Length,              //图像数据长度，可能会等于0
  RasType,             //格式类型
  MapType,             //调色板类型
  MapLength: Cardinal; //调色板数据长度
end;//定义一个用来描述RAS文件头的记录类型是非常必要的const//定义代表RAS所有类型的常量
  RT_OLD = 0;
  RT_STANDARD = 1;
  RT_BYTE_ENCODED = 2;
  RT_FORMAT_RGB = 3;
  RT_FORMAT_TIFF = 4;
  RT_FORMAT_IFF = 5;
  RT_EXPERIMENTAL = $FFFF;//定义代表调色板类型的常量
  RMT_NONE = 0;//无调色板数据
  RMT_EQUAL_RGB = 1;
  RMT_RAW = 2;{如果RAS的格式为RT_OLD，数据长度可能为0}
function SwapLong(const Value: Cardinal): Cardinal;
asm
  BSWAP EAX//调用字节交换指令
end;//抛出异常，参数为具体的异常信息
procedure RasError(const ErrorString: String);
begin
  raise EInvalidGraphic.Create(ErrorString);
end;{下面是实现部分的代码。}

Answer 1

procedure TRASGraphic.LoadFromStream(Stream: TStream);
var
  Header: TRASHeader;
  Row8: PByte;
  Row24: PRGBTriple;
  Row32: PRGBQuad;
  PMap: PByte;
  Y: Integer;
  I: Integer;
  MapReaded: Boolean;
  Pal: TMaxLogPalette;
  R,G,B:array[0..255] of Byte;
  ColorByte: Byte;
begin
with Stream do
begin
  ReadBuffer(Header, SizeOf(Header)); //将文件头数据读取到记录Header中
  with Header do
  begin
    Width := SwapLong(Width);
    Height := SwapLong(Height);
    Depth := SwapLong(Depth);
    Length := SwapLong(Length);
    RASType := SwapLong(RASType);
    MapType := SwapLong(MapType);
    MapLength := SwapLong(MapLength);
  end;
  //由于读取数据的顺序问题，这里需要调用上面的SwapLong改变顺序。
  if (Header.Magic = $956AA659) and
  (Header.Width<>0) and (Header.Height<>0) and
  (Header.Depth in [1,8,24,32]) and (Header.RasType in [RT_OLD,RT_STANDARD,RT_BYTE_ENCODED,RT_FORMAT_RGB]) then
  begin
    Width := Header.Width;
    Height := Header.Height;
    MapReaded := False;    case Header.Depth of
      1:PixelFormat := pf1Bit;
      8:
      begin
        PixelFormat := pf8Bit;        case Header.MapType of
          RMT_NONE:
          begin
            Pal.palVersion:=$300;
            Pal.palNumEntries:=256;
            for I := 0 to 255 do
            begin
              Pal.palPalEntry[I].peRed:=I;
              Pal.palPalEntry[I].peGreen:=I;
              Pal.palPalEntry[I].peBlue:=I;
              Pal.palPalEntry[I].peFlags:=0;
            end;
            Palette := CreatePalette(PLogPalette(@Pal)^);
            //当图像色深为8位，而又不存在调色板信息时，创建一个8位的灰度调色板
          end;
          RMT_EQUAL_RGB:
          begin
            if (Header.MapLength = 3*256) then
            begin
              Pal.palVersion:=$300;
              Pal.palNumEntries:=256;
              ReadBuffer(R,256);
              ReadBuffer(G,256);
              ReadBuffer(B,256);
              for I := 0 to 255 do
              begin
                Pal.palPalEntry[I].peRed:=R[I];
                Pal.palPalEntry[I].peGreen:=G[I];
                Pal.palPalEntry[I].peBlue:=B[I];
                Pal.palPalEntry[I].peFlags:=0;
              end;
              Palette := CreatePalette(PLogPalette(@Pal)^);
              //读取文件中的调色板信息
              //相关调色板操作的API请查询MSDN
            end
            else
              RasError('调色板长度错误！');
            MapReaded := True;
          end;
          RMT_RAW:
          begin
            RasError('不支持的文件格式！');
          end;
        end;
      end;
      24:PixelFormat := pf24Bit;
      32:
      begin
        PixelFormat := pf32Bit;
        //
      end;
    end;    if (not MapReaded) and (Header.MapLength>0) then
    begin
      Position := Position + Header.MapLength;
    end;
    //如果调色板长度不为0，而又未正确读取相关信息时，跳过这一段数据    case Header.Depth of
      8:
      begin
        if Header.RasType = RT_BYTE_ENCODED then
        begin
          //ENCODE
          //关于RLE压缩的编码解码请自行查阅资料
          RasError('不支持压缩格式！');
        end
        else
        begin
          for Y := 0 to Height-1 do
          begin
            Row8:=ScanLine[Y];
            ReadBuffer(Row8^,Width);
            if (Width mod 2)=1 then
            begin
               Position := Position + 1;
            end;
          end;
        end;
      end;{end of 8Bit}
      24:
      begin
        case Header.RasType of
          RT_OLD,
          RT_STANDARD:
          begin
            for Y := 0 to Height-1 do
            begin
              Row24:=ScanLine[Y];
              ReadBuffer(Row24^,Width*3);
              if (Width mod 2)=1 then
              begin
                 Position := Position + 1;
              end;
            end;
          end;
          RT_BYTE_ENCODED:
          begin
            //ENCODE
            //关于RLE压缩的编码解码请自行查阅资料
            RasError('不支持压缩格式！');
          end;
          RT_FORMAT_RGB:
          begin
            for Y := 0 to Height-1 do
            begin
              Row24:=ScanLine[Y];
              ReadBuffer(Row24^,Width*3);
              for I := 0 to Width-1 do
              begin
                ColorByte := Row24^.rgbtRed;
                Row24^.rgbtRed := Row24^.rgbtBlue;
                Row24^.rgbtBlue := ColorByte;
                Inc(Row24);
              end;
              //当为RT_FORMAT_RGB格式时，按RGB获取数据，这里需要交换R和B的值
              if (Width mod 2)=1 then
              begin
                 Position := Position + 1;
              end;
            end;
          end;{end of RT_FORMAT_RGB}
          else
            RasError('不支持的文件格式！');
        end;
      end;{end of 24Bit}
      32:
      begin
        case Header.RasType of
          RT_OLD,
          RT_STANDARD:
          begin
            for Y := 0 to Height-1 do
            begin
              Row32:=ScanLine[Y];
              ReadBuffer(Row32^,Width*4);
              for I := 0 to Width-1 do
              begin
                ColorByte := Row32^.rgbReserved;
                Row32^.rgbReserved := Row32^.rgbBlue;
                Row32^.rgbBlue := Row32^.rgbGreen;
                Row32^.rgbGreen := Row32^.rgbRed;
                Row32^.rgbRed := ColorByte;
                Inc(Row32);
              end;
              //32位色时，需要调整读取后数据的顺序
            end;
          end;
          RT_BYTE_ENCODED:
          begin
            //ENCODE
            //关于RLE压缩的编码解码请自行查阅资料
            RasError('不支持压缩格式！');
          end;
          RT_FORMAT_RGB:
          begin
            For Y := 0 to Height-1 do
            begin
              Row32:=ScanLine[Y];
              ReadBuffer(Row32^,Width*4);
              for I := 0 to Width-1 do
              begin
                ColorByte := Row32^.rgbBlue;
                Row32^.rgbBlue := Row32^.rgbReserved;
                Row32^.rgbReserved := ColorByte;
                ColorByte := Row32^.rgbGreen;
                Row32^.rgbGreen := Row32^.rgbRed;
                Row32^.rgbRed := ColorByte;
                Inc(Row32);
              end;
              //这里将顺序调整和R和B值的交换的代码进行了合并
            end;
          end;{end of RT_FORMAT_RGB}
          else
            RasError('不支持的文件格式！');
        end;{end of 32Bit}      end;
      else
      begin
        FreeImage;
        RasError('不支持的文件格式！');
      end;
    end;
  end
  else
    RasError('不支持的文件格式！');end;{end with}
end;

Answer 2

{上面的代码中多次出现如下代码：
if (Width mod 2)=1 then
begin
  Position := Position + 1;
end;
这是因为每行的数据都要按字对齐，既每行的数据都要用偶数的字节记录。当每个像素的颜色信息用1字节(8位)或3字节(24位)记录且每行像素数为奇数时，要补齐一个字节。所以这里跳过一个字节。
后面代码中的
if (Width mod 2) = 1 then
begin
  FillByte:=0;
  Stream.Write(FillByte,1);
end; 
也是基于同一道理。} procedure TRASGraphic.SaveToStream(Stream: TStream);
var
  Header: TRASHeader;
  Row8: PByte;
  Row24: PRGBTriple;
  Row32: PRGBQuad;
  FillByte: Byte;
  Y: Integer;
  I: Integer;
  Pal: TMaxLogPalette;
  R,G,B:array[0..255] of Byte;
begin
Header.Magic := $956AA659;
Header.Width := SwapLong(Width);
Header.Height := SwapLong(Height);
Header.RasType := SwapLong(RT_STANDARD);
if (PixelFormat = pf1bit) or (PixelFormat = pf4bit) then
  PixelFormat:=pf8bit
else if (PixelFormat <> pf8bit) and (PixelFormat <> pf24bit) and (PixelFormat <> pf32bit) then
  PixelFormat:=pf24bit;
case PixelFormat of
  pf8bit:
  begin
    Header.Length := SwapLong(Height*(Width+(Width mod 2)));
    Header.Depth := SwapLong(8);
    Header.MapType := SwapLong(RMT_EQUAL_RGB);
    Header.MapLength := SwapLong(3*256);
    Stream.WriteBuffer(Header,SizeOf(Header));
    GetPaletteEntries(Palette, 0, 256, Pal.palPalEntry);
    for I := 0 to 255 do
    begin
      R[I]:=Pal.palPalEntry[I].peRed;
      G[I]:=Pal.palPalEntry[I].peGreen;
      B[I]:=Pal.palPalEntry[I].peBlue;
    end;
    //相关调色板操作的API请查询MSDN
    Stream.WriteBuffer(R,256);
    Stream.WriteBuffer(G,256);
    Stream.WriteBuffer(B,256);
    for Y := 0 to Height-1 do
    begin
      Row8 := ScanLine[Y];
      Stream.WriteBuffer(Row8^,Width);
      if (Width mod 2) = 1 then
      begin
        FillByte:=0;
        Stream.Write(FillByte,1);
      end;
    end;
  end;
  pf32bit:
  begin
    Header.Length := SwapLong(Height*Width*4);
    Header.Depth := SwapLong(32);
    Header.MapType := SwapLong(RMT_NONE);
    Header.MapLength := 0;
    Stream.WriteBuffer(Header,SizeOf(Header));
    for Y := 0 to Height-1 do
    begin
      Row32 := ScanLine[Y];
      for I := 0 to Width-1 do
      begin
        Stream.WriteBuffer(Row32.rgbReserved,1);
        Stream.WriteBuffer(Row32^,3);
        Inc(Row32);
      end;
    end;
  end;
  else
  begin
    Header.Length := SwapLong(Height*Width*3);
    Header.Depth := SwapLong(24);
    Header.MapType := SwapLong(RMT_NONE);
    Header.MapLength := 0;
    Stream.WriteBuffer(Header,SizeOf(Header));
    for Y := 0 to Height-1 do
    begin
      Row24 := ScanLine[Y];
      Stream.WriteBuffer(Row24^,Width*3);
      if (Width mod 2) = 1 then
      begin
        FillByte:=0;
        Stream.Write(FillByte,1);
      end;      
    end;
  end;
end;
//SaveToStream基本上就是LoadFromStream的逆过程。end;initialization
  TPicture.RegisterFileFormat('RAS', 'Sun RAS', TRASGraphic);
finalization
  TPicture.UnregisterGraphicClass(TRASGraphic);加上这几句代码，一个完整的图像解析组件就完成了。

Answer 3

为什么我得delphi找不到jpeg.pas呀

Answer 4

jpeg.pas
在安装光盘的Extras\Jpeg目录下主要代码在
Extras\Jpeg\src下用C写的

Answer 5

向楼主学习，GraphicEX的源码可以参考

Answer 6

看来还是要读读VCL的源码。不知你借鉴了GraphicEx没有，那个德国人的方法和你的类似。Jpeg现在最麻烦的问题就是快速缩略图问题，几百兆的Jpeg如果用TCanvas缩略几乎不可能...ehom阁下，你有关于Jpeg文件格式的详细资料吗？谢谢！

Answer 7

我发现Photoshop, PhotoImpact, ACDSee生成的Jpeg文件的文件头都不同，不知如何处理。

Answer 8

Mike Lischke？我知道，以前发过邮件给他，提交了GraphicEx中的BUG关于图像解析的代码我收集了很多，当然也包括GraphicEx不是方法类似，而是VCL中本身就是这样设计的~~~我选SUN光栅图做例子就是因为它简单，而且网上没有类似Delphi代码JPEG的资料网上很多，也很杂，一两篇文章也说不清楚，可以自己搜索一下有些专业书籍上资料比较详细主要是两种资料，一种是文件本身结构的了解，一种就是数据处理的相关资料（RGB->YCbCr、离散余弦变换、量化编码）JPEG格式快速生成缩略图确实是难点，可考虑只提取部分数据解码得到缩略图，而不是处理完所有数据后再生成缩略图！要不怎么说ACDSee好呢，国内各种所谓和ACDSee一样的软件实际在技术细节上差距还很大关于文件头不一样的问题，我比较了一下PhotoShop 6和ACDSee 4，它们的文件头是有一些区别，代表的区别如下：1.PhotoShop 6是按JFIF1.02储存的，ACDSee 4是按JFIF1.01储存（见0x0C）
2.PhotoShop 6会默认加入分辨率信息72像素/英寸（16进制0x48），而ACDSee储存即使以前有，转存后也会去掉！当然这信息只在打印时有用，对图像浏览来说没什么用！（见0x0D-0x11）下面的Exif信息也有所不同，这是当然的，不过这应该不属于文件头的范围吧？

Answer 9

请ehom老大帮忙看看这个帖子：http://expert.csdn.net/Expert/topic/1935/1935807.xml?temp=.8323786ACDSee 95年就有如此的水平，到目前都没人超越...快10年了。豪杰大眼睛就是不如它。共享软件中我最崇拜ACDSee。有时间把它反汇编研究一下...

Answer 10

呵呵,ACDSee解析JPEG是用了Intel JPEG Library,针对Intel架构（如MMX）进行了优化C:\Program Files\Common Files\ACD Systems\PlugIns\ijl11.dll

Answer 11

>呵呵,ACDSee解析JPEG是用了Intel JPEG Library,针对Intel架构（如MMX）进行了优化>C:\Program Files\Common Files\ACD Systems\PlugIns\ijl11.dll不见得吧？老版本的ACDSee 2.3就没有任何Dll, 没有在Common Files建立目录，速度依然快...ehome, 你对游戏编程有研究吗？阁下研究过Quake和Unreal吗？QuakeIII中使用Jpeg和Tga, Tga个头太大，虽然可以显示24Bits色，可我看不出和Jpeg有什么区别，不只id为什么大量使用Tga图片，你怎么看？

Answer 12

一般的JPEG当然看不出差别,找个1M以上的JPEG试试几百毫秒到几秒的差距都有可能,而且Intel JPEG Library不管用于JPEG的解码!开源项目libjpeg的速度也很快,我的意思只是说明JPEG解析从来不是ACDSee的优势!为什么用TGA?因为它方便,如24色,交换Red和Blue后就可直接利用(没用RLE压缩),如用
gluBuild2DMipmaps创建贴图!当然现在也有用JPEG做贴图的(转成位图处理),但JPEG是有损压缩,丢弃了图像的高频信息,用于照片效果是不错,但用于边缘十分清楚的简单物体(游戏贴图多是这种图像),就会产生较明显的"方块效应"!对于游戏来说画面质量比大小更重要!

Answer 13

Intel JPEG Library我没有试过，游戏板块的研究这个的比较多...你研究的好深入呀...佩服！ISee的计划你认为可以超过ACDSee吗?

Answer 14

方块效应?你的意思是“锯齿”吗？哪PCX呢？你对3dMax有研究吗？

Answer 15

QuakeIII中一个死亡竞赛的场景中有一面墙的Tga帖图，大小有两兆多，id把它切成了几块分别帖。光一面墙就消耗2M，真不知道他们是如何分配内存的。不过我觉得游戏的创意比画面更为重要...国内的游戏现在过于追求日本漫画的唯美风格，大量雷同...>我的意思只是说明JPEG解析从来不是ACDSee的优势!更正：我认为ACDSee的优势在于快速缩略和支持较多的图像格式，仅此而已...ehom, 能介绍几本关于图像处理和游戏编程的书吗？谢谢！呵呵，我也姓周，是你的本家呀... :)

Answer 16

ISee的计划如何，你可以自己去体会，找找图像解析插件的BUG，做做程序的修正工作也可以，因为这是自由软件方块不是指“锯齿”，是说在图像中的物体边缘出现色块PCX也是种流行的图像格式，其中的图像数据也是记录所有像素的颜色信息，如24位PCX图的一行数据是RGB分别按行储存，而不是按像素储存RGB信息我对3DMax没研究，以前偶尔会把3DMax、3DMaya这些当玩具玩JPEG只是文件小，但解析完后，在内存里都是一样大的位图 游戏开发的书，我一朋友推荐：
Windows游戏大师编程、游戏程序设计、还有本IDSoft写的、书名不详VC++数字图像处理

Answer 17

Windows游戏大师编程 我到处没找到电子版的...头大...>IDSoft写的、书名不详，太可惜了...

Answer 18

买了《Windows游戏大师编程》...不过更本没有讲OpenGL, 全部是DirectX...