Developing with Graphics/de

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Diese Seite wird der Anfang von Tutorials sein bezüglich der Manipulation von Bitmaps und anderen Grafiken. Da ich kein Grafikprogrammierer bin, lade ich alle ein ihr Wissen zu teilen! Fügen Sie einfach einen Link zum nächsten Abschnitt hinzu, fügen Sie eine Seite hinzu und erzeugen Sie Ihren eigenen Wiki Artikel.

Auf dieser Seite werden einige allgemeine Informationen geboten.

Andere Grafikartikel

• BGRABitmap - Zeichnen von Formen und Bitmaps mit Transparenzinformationen, direkte Zugriff auf Pixels, etc.
• GLScene - Eine Portierung der visuellen OpenGL-Graphikbibliothek GLScene
• TAChart - Chartkomponente für Lazarus
• PascalMagick - ein einfach zu verwendendes API für die Kopplung mit ImageMagick, einer freien Multiplattform-Softwaresammlung um Bitmaps zu erzeugen, zu bearbeiten und zu entwerfen.
• PlotPanel - Eine Komponente zum Darstellen( Plotting / Charting) von animierten Graphen. Ähnlich wie TAChart.
• LazRGBGraphics - A package for fast in memory image processing and pixel manipulations (like scan line).
• Perlin Noise - Ein Artikel über die Verwendung von Perlin Noise in LCL Anwendungen.
• Double Gradient - Zeichnet 'doppelte Farbverläufe' und 'n-fache Farbverläufe' ganz einfach in Bitmaps.
• Gradient Filler - TGradientFiller is the best way to create custom n gradients in Lazarus.

Arbeiten mit TBitmap

Das erste woran Sie denken sollten ist, dass Lazarus plattformunabhängig sein soll. Daher kommen alle Methoden, welche die Windows API Funktionalität nutzen, nicht in Frage. Daher wird eine Methode wie ScanLine nicht von Lazarus unterstützt, weil sie für Geräte-unabhängige Bitmaps gedacht ist und Funktionen von GDI32.dll verwendet.

Beachten Sie, dass die Standardwerte von Breite und Höhe Ihrer TBitmap ziemlich klein sind. Es ist daher wichtig, diese Maße immer genau zu spezifizieren.

Ein Beispiel: "Fading Image"

Nehmen wir an, Sie wollen ein verblassendes Bild erstellen. In Delphi geschriebener Code könnte in etwa folgendermaßen aussehen: <delphi>

type
  PRGBTripleArray = ^TRGBTripleArray;
  TRGBTripleArray = array[0..32767] of TRGBTriple;

procedure TForm1.FadeIn(aBitMap: TBitMap);
var
  Bitmap, BaseBitmap: TBitmap;
  Row, BaseRow: PRGBTripleArray;
  x, y, step: integer;
begin
  Bitmap := TBitmap.Create;
  try
    Bitmap.PixelFormat := pf32bit;  //  oder pf24bit
    Bitmap.Assign(aBitMap);
    BaseBitmap := TBitmap.Create;
    try
      BaseBitmap.PixelFormat := pf32bit;
      BaseBitmap.Assign(Bitmap);
      for step := 0 to 32 do begin
        for y := 0 to (Bitmap.Height - 1) do begin
          BaseRow := BaseBitmap.Scanline[y];
          Row := Bitmap.Scanline[y];
          for x := 0 to (Bitmap.Width - 1) do begin
            Row[x].rgbtRed := (step * BaseRow[x].rgbtRed) shr 5;
            Row[x].rgbtGreen := (step * BaseRow[x].rgbtGreen) shr 5; // Fading
            Row[x].rgbtBlue := (step * BaseRow[x].rgbtBlue) shr 5;
          end;
        end;
        Form1.Canvas.Draw(0, 0, Bitmap);
        InvalidateRect(Form1.Handle, nil, False);
        RedrawWindow(Form1.Handle, nil, 0, RDW_UPDATENOW);
      end;
    finally
      BaseBitmap.Free;
    end;
  finally
    Bitmap.Free;
  end;
end;

</delphi> Diese Funktion könnte in Lazarus so implementiert werden: <delphi>

procedure TForm1.FadeIn(ABitMap: TBitMap);
var
  SrcIntfImg, TempIntfImg: TLazIntfImage;
  ImgHandle,ImgMaskHandle: HBitmap;
  FadeStep: Integer;
  px, py: Integer;
  CurColor: TFPColor;
  TempBitmap: TBitmap;
begin
  SrcIntfImg:=TLazIntfImage.Create(0,0);
  SrcIntfImg.LoadFromBitmap(ABitmap.Handle,ABitmap.MaskHandle);
  TempIntfImg:=TLazIntfImage.Create(0,0);
  TempIntfImg.LoadFromBitmap(ABitmap.Handle,ABitmap.MaskHandle);
  TempBitmap:=TBitmap.Create;
  for FadeStep:=1 to 32 do begin
    for py:=0 to SrcIntfImg.Height-1 do begin
      for px:=0 to SrcIntfImg.Width-1 do begin
        CurColor:=SrcIntfImg.Colors[px,py];
        CurColor.Red:=(CurColor.Red*FadeStep) shr 5;
        CurColor.Green:=(CurColor.Green*FadeStep) shr 5;
        CurColor.Blue:=(CurColor.Blue*FadeStep) shr 5;
        TempIntfImg.Colors[px,py]:=CurColor;
      end;
    end;
    TempIntfImg.CreateBitmap(ImgHandle,ImgMaskHandle,false);
    TempBitmap.Handle:=ImgHandle;
    TempBitmap.MaskHandle:=ImgMaskHandle;
    Canvas.Draw(0,0,TempBitmap);
  end;
  SrcIntfImg.Free;
  TempIntfImg.Free;
  TempBitmap.Free;
end;

</delphi>

Der Lazarus Code auf dieser Seite wurde dem $LazarusPath/examples/lazintfimage/fadein1.lpi Projekt entnommen. Wenn Sie einen einfachen Start in die Grafikprogrammierung suchen, dann werfen Sie einen näheren Blick auf dieses Beispiel.

Transparent zeichnen mit Bitmaps

Ein neues Feature, implementiert in Lazarus 0.9.11, sind farbtransparente Bitmaps. Bitmap-Dateien (*.BMP) können keine Informationen über Transparenz speichern, aber Sie können dies zur Laufzeit umgehen, indem Sie eine Transparenz-Farbe wählen, mit der Sie die transparenten Bereiche markieren. Bei Win32-Anwendungen ist dies ein üblicher Trick.

Das folgende Beispiel lädt eine Bitmap aus einer Windows Ressource, wählt eine Farbe für die Transparenz (clFuchsia) und zeichnet es auf die Zeichenfläche (Canvas).

<delphi> procedure MyForm.MyButtonOnClick(Sender: TObject); var

 buffer: THandle;
 bmp: TBitmap;
 memstream: TMemoryStream;

begin

 bmp := TBitmap.Create;

 buffer := Windows.LoadBitmap(hInstance, MAKEINTRESOURCE(ResourceID));

 if (buffer = 0) then exit; // Fehler beim Laden der Bitmap

 bmp.Handle := buffer;
 memstream := TMemoryStream.create;
 try
   bmp.SaveToStream(memstream);
   memstream.position := 0;
   bmp.LoadFromStream(memstream);
 finally
   memstream.free;
 end;

 bmp.Transparent := True;
 bmp.TransparentColor := clFuchsia;

 MyCanvas.Draw(0, 0, bmp);

 bmp.Free; // Gibt belegte Ressourcen frei

end; </delphi>

Beachten Sie, dass mit TMemoryStream die Speicheroperationen ausgeführt werden. Sie sind notwendig, um das korrekte Laden des Bildes sicherzustellen.

Ein Bildschirmfoto erstellen

Seit Lazarus 0.9.16 können Sie die LCL verwenden, um plattformunabhängig Bildschirmfotos aufzunehmen. Der folgende Beispielcode zeigt es (funktioniert unter GTK2 und Win32, aber gegenwärtig nicht unter GTK1):

<delphi>

 uses LCLIntf, LCLType;

 ...

var

 MyBitmap: TBitmap
 ScreenDC: HDC;

begin

 MyBitmap := TBitmap.Create;
 ScreenDC := GetDC(0);
 MyBitmap.LoadFromDevice(ScreenDC);
 ReleaseDC(ScreenDC);

 ...

</delphi>

Motion Graphics - Wie man Flimmern vermeidet

Viele Programme zeichnen ihre Ausgabe als 2D Grafik in die GUI. Wenn diese Grafiken schnell geändert werden müssen, werden Sie bald einem Problem begegnen: sich schnell ändernde Grafiken flimmern oft auf dem Bildschirm. Das passiert, weil der Zeichenprozess Zeit benötigt und der Benutzer deshalb manchmal ein vollständiges Bild, manchmal aber auch nur ein teilweise gezeichnetes Bild sieht.

Aber wie kann ich das Flimmern vermeiden und das beste Zeichentempo erreichen? Natürlich können Sie mit Hardwarebeschleunigung unter Verwendung von OpenGL arbeiten, aber dieser Ansatz ist für kleine Programme oder alte Computer ziemlich ungeeignet. Dieses Tutorial konzentriert sich auf das Zeichnen in ein TCanvas. Wenn Sie Hilfe brauchen zu OpenGL, werfen Sie einen Blick auf das Beispiel, das mit Lazarus geliefert wird oder auf GLScene. Sie können auch A.J. Venter's Gamepack verwenden, das eine doppelt gebufferte Zeichenfläche (double-buffered canvas) und eine Sprite-Komponente bereitstellt.

Jetzt wollen wir die Optionen untersuchen, die wir für das Zeichnen auf eine Zeichenfläche (Canvas) haben:

• Zeichnen in ein TImage
• Zeichnen im OnPaint-Ereignis des Formulars, der TPaintBox oder einem anderen Control
• Ein CustomControl erzeugen, das sich selbst zeichnet
• A.J. Venter's Gamepack benutzen

Zeichnen in ein TImage

Ein TImage-Objekt besteht aus zwei Teilen: Ein TGraphic-Objekt, üblicherweise ein TBitmap, das das persistente Bild und die sichtbare Fläche enthält, die bei jedem OnPaint neu gezeichnet wird. Eine Änderung der Größe von TImage ändert nicht die Größe der Bitmap. Auf die Grafik (oder die Bitmap) kann man über Image1.Picture.Graphic (oder Image1.Picture.Bitmap) zugreifen. Die Zeichenfläche (Canvas) ist Image1.Picture.Bitmap.Canvas. Auf die Zeichenfläche mit dem sichtbaren Bereich eines TImage-Objekts kann man nur über Image1.Canvas zugreifen, während Image1.OnPaint aktiv ist.

Wichtig: Verwenden Sie nie das OnPaint-Event von Image1, um auf die Graphik, das Bild von TImage zu zeichnen. Die Graphik von TImage wird zwischengespeichert, wenn Sie also darauf zeichnen, bleiben die Änderungen für immer dort. Außerdem wird, wenn Sie ständig neuzeichnen lassen, das Bild flickern. In diesem Fall können Sie einen anderen Ansatz versuchen. Zeichnen auf ein TImage ist langsamer als die anderen Verfahren.

Ändern der Größe einer Bitmap in TImage

Anmerkung: Tun Sie das nicht während OnPaint.

<delphi>

 with Image1.Picture.Bitmap do begin
   Width:=100;
   Height:=120;
 end;

</delphi>

Zeichnen auf eine Bitmap in TImage

Anmerkung: Tun Sie das nicht während OnPaint.

<delphi>

 with Image1.Picture.Bitmap.Canvas do begin
   // fill the entire bitmap with red
   Brush.Color:=clRed;
   FillRect(0,0,Width,Height);
 end;

</delphi>

Anmerkung: Bei Image1.OnPaint zeigt Image1.Canvas auf den flüchtig sichtbaren Bereich. Außerhalb von Image1.OnPaint zeigt Image1.Canvas auf Image1.Picture.Bitmap.Canvas.

Ein anderes Beispiel:

<delphi>

procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject);
var
  x, y: Integer;
begin
  // Zeichnet den Hintergrund
  MyImage.Canvas.Pen.Color := clWhite;
  MyImage.Canvas.Rectangle(0, 0, Image.Width, Image.Height);
  
  // Zeichnet Rechtecke
  MyImage.Canvas.Pen.Color := clBlack;
  for x := 1 to 8 do
   for y := 1 to 8 do
    MyImage.Canvas.Rectangle(Round((x - 1) * Image.Width / 8), Round((y - 1) * Image.Height / 8),
       Round(x * Image.Width / 8), Round(y * Image.Height / 8));
end;

</delphi>

Im flüchtig sichtbaren Bereich einer TImage zeichnen

Sie können nur während des OnPaint-Ereignisses in diesen Bereich zeichnen. OnPaint wird eventuell automatisch von der LCL aufgerufen, wenn der Bereich invalidiert wurde. Sie können den Bereich mit Image1.Invalidate manuell invalidieren. Dies ruft OnPaint nicht unmittelbar auf und Sie können Invalidate so oft Sie wollen aufrufen.

<delphi>

 procedure TForm.Image1Paint(Sender: TObject);
 begin
   with Image1.Canvas do begin
     // paint a line
     Pen.Color:=clRed;
     Line(0,0,Width,Height);
   end;
 end;

</delphi>

Zeichnen im OnPaint-Ereignis des Formulars, der TPaintBox oder einem anderen Control

In diesem Fall muss alles Zeichnen im OnPaint-Ereignis des Formulars passieren. Die Elemente bleiben nicht im buffer erhalten, wie bei TImage.

Ein CustomControl erzeugen, das sich selbst zeichnet

Die Erzeugung eines CustomControl hat den Vorteil der Strukturierung ihres Codes und sie können das Bedienelement wieder verwenden. Dieser Ansatz ist sehr schnell, aber er kann dennoch Flimmern erzeugen, wenn Sie nicht erst in ein TBitMap und dann in das Canvas zeichnen. In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit, das OnPaint Ereignis des Bedienelements zu verwenden.

Hier ist ein Beispiel CustomControl:

<delphi>

uses
  Classes, SysUtils, Controls, Graphics, LCLType;
 
type
  TMyDrawingControl = class(TCustomControl)
  public
    procedure Paint; override;
  end;

implementation

procedure TMyDrawingControl.Paint;
var
  x, y: Integer;
  Bitmap: TBitmap;
begin
  Bitmap := TBitmap.Create;
  try
    // Initialisiert die Bitmap Größe
    Bitmap.Height := Height;
    Bitmap.Width := Width;
 
    // Zeichnet den Hintergrund
    Bitmap.Canvas.Pen.Color := clWhite;
    Bitmap.Canvas.Rectangle(0, 0, Width, Height);

    // Zeichnet Rechtecke
    Bitmap.Canvas.Pen.Color := clBlack;
    for x := 1 to 8 do
     for y := 1 to 8 do
      Bitmap.Canvas.Rectangle(Round((x - 1) * Width / 8), Round((y - 1) * Height / 8),
       Round(x * Width / 8), Round(y * Height / 8));
      
    Canvas.Draw(0, 0, Bitmap);
  finally
    Bitmap.Free;
  end;

  inherited Paint;
end;

</delphi> und wie wir es auf dem Formular erzeugen: <delphi>

procedure TMyForm.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  MyDrawingControl:= TMyDrawingControl.Create(Self);
  MyDrawingControl.Height := 400;
  MyDrawingControl.Width := 500;
  MyDrawingControl.Top := 0;
  MyDrawingControl.Left := 0;
  MyDrawingControl.Parent := Self;
  MyDrawingControl.DoubleBuffered := True;
end;

</delphi> nur nicht vergessen es zu löschen: <delphi>

procedure TMyForm.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
  MyDrawingControl.Free;
end;

</delphi>

Das Setzen von Top und Left auf 0 ist nicht notwendig, da dies die Standardposition ist, aber es ist sinnvoll, um diese Position zu verdeutlichen.

"MyDrawingControl.Parent := Self;" ist sehr wichtig und Sie werden Ihr Bedienelement nicht sehen, wenn Sie es nicht tun.

"MyDrawingControl.DoubleBuffered := True;" wird benötigt, um das Flimmern unter Windows zu vermeiden. Es hat keinen Effekt unter gtk.

A.J. Venter's Gamepack benutzen

Der Gamepack-Vorstoß bedeutet, alles in ein doppelt gebuffertes Canvas zu zeichnen, dessen sichtbarer Bereich erst dann aktualisiert wird, wenn Sie fertig sind. Dies benötigt etwas mehr Code, aber es schafft die Fähigkeit, große, sich dynamisch ändernde Grafiken mit mehreren Elementen zu verarbeiten. Wenn Sie diese Technik verwenden möchten, sollten Sie sich das A.J. Venter's Gamepack ansehen, ein Set von Komponenten zur Entwicklung von Spielen mit Lazarus, das eine doppelt gebufferte Anzeigeflächen-Komponente sowie eine Sprite-Komponente bietet, designed um sich gegenseitig ideal zu integrieren. Sie können Gamepack mittels subversion erhalten:
svn co svn://silentcoder.co.za/lazarus/gamepack

Image formats

Here is a table with the adequate class to use for each image format.

Format	Image class	Unit
Cursor (cur)	TCursor	Graphics
Bitmap (bmp)	TBitmap	Graphics
Windows icon (ico)	TIcon	Graphics
Mac OS X icon (icns)	TicnsIcon	Graphics
Pixmap (xpm)	TPixmap	Graphics
Portable Network Graphic (png)	TPortableNetworkGraphic	Graphics
JPEG (jpg, jpeg)	TJpegImage	Graphics
PNM (pnm)	TPortableAnyMapGraphic	Graphics

See also the list of fcl-image supported formats.

Converting formats

Sometimes it must be necessary to convert one graphic type to another. One of the way is convert a graphic to intermediate format, and the convert it to TBitmap. Most of format can create an image from TBitmap.

Converting Bitmap to PNG and saving it to a file:

<delphi>procedure SaveToPng(const bmp: TBitmap; PngFileName: String); var

 png : TPortableNetworkGraphic; 

begin

 png := TPortableNetworkGraphic.Create;
 try
   png.Assign(bmp);
   png.SaveToFile(PngFileName);
 finally 
   png.Free;
 end;

end;</delphi>

Pixel Formats

TColor

The internal pixel format for TColor in the LCL is the XXBBGGRR format, which matches the native Windows format and is opposite to most other libraries, which use AARRGGBB. The XX part is used to identify if the color is a fixed color, which case XX should be 00 or if it is an index to a system color. There is no space reserved for an alpha channel.

To convert from separate RGB channels to TColor use:

<delphi>RGBToColor(RedVal, GreenVal, BlueVal);</delphi>

To get each channel of a TColor variable use the Red, Green and Blue functions:

<delphi>RedVal := Red(MyColor); GreenVal := Green(MyColor); BlueVal := Blue(MyColor);</delphi>

TFPColor

TFPColor uses the AARRGGBB format common to most libraries.

Working with TCanvas

Using the default GUI font

This can be done with this simple code:

<delphi>SelectObject(Canvas.Handle, GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT));</delphi>

Drawing a text limited on the width

Use the DrawText routine, first with DT_CALCRECT and then without it.

<delphi>// First calculate the text size then draw it TextBox := Rect(0, currentPos.Y, Width, High(Integer)); DrawText(ACanvas.Handle, PChar(Text), Length(Text),

 TextBox, DT_WORDBREAK or DT_INTERNAL or DT_CALCRECT);

DrawText(ACanvas.Handle, PChar(Text), Length(Text),

 TextBox, DT_WORDBREAK or DT_INTERNAL);</delphi>

Drawing text with sharp edges (non antialiased)

Some widgetsets support this via

<Delphi>Canvas.Font.Quality := fqNonAntialiased;</Delphi>

Some widgetsets like the gtk2 do not support this and always paint antialiased. Here is a simple procedure to draw text with sharp edges under gtk2. It does not consider all cases, but it should give an idea:

<Delphi>procedure PaintAliased(Canvas: TCanvas; x,y: integer; const TheText: string); var

 w,h: integer;
 IntfImg: TLazIntfImage;
 Img: TBitmap;
 dy: Integer;
 dx: Integer;
 col: TFPColor;
 FontColor: TColor;
 c: TColor;

begin

 w:=0;
 h:=0;
 Canvas.GetTextSize(TheText,w,h);
 if (w<=0) or (h<=0) then exit;
 Img:=TBitmap.Create;
 IntfImg:=nil;
 try
   // paint text to a bitmap
   Img.Masked:=true;
   Img.SetSize(w,h);
   Img.Canvas.Brush.Style:=bsSolid;
   Img.Canvas.Brush.Color:=clWhite;
   Img.Canvas.FillRect(0,0,w,h);
   Img.Canvas.Font:=Canvas.Font;
   Img.Canvas.TextOut(0,0,TheText);
   // get memory image
   IntfImg:=Img.CreateIntfImage;
   // replace gray pixels
   FontColor:=ColorToRGB(Canvas.Font.Color);
   for dy:=0 to h-1 do begin
     for dx:=0 to w-1 do begin
       col:=IntfImg.Colors[dx,dy];
       c:=FPColorToTColor(col);
       if c<>FontColor then
         IntfImg.Colors[dx,dy]:=colTransparent;
     end;
   end;
   // create bitmap
   Img.LoadFromIntfImage(IntfImg);
   // paint
   Canvas.Draw(x,y,Img);
 finally
   IntfImg.Free;
   Img.Free;
 end;

end;</Delphi>

Drawing with fcl-image

You can draw images which won't be displayed in the screen without the LCL, by just using fcl-image directly. For example a program running on a webserver without X11 could benefit from not having a visual library as a dependency. FPImage (alias fcl-image) is a very generic image and drawing library written completely in pascal. In fact the LCL uses FPImage too for all the loading and saving from/to files and implements the drawing function through calls to the widgetset (winapi, gtk, carbon, ...). Fcl-image on the other hand also has drawing routines.

For more information, please read the article about fcl-image.