Delphi中如何编写图像解析组件

2019-11-18 18:35:31

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供稿：网友

Delphi中如何编写图像解析组件

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。

type

TRASGraphic = 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。}

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;

{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。