Developing with Graphics/es

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Esta página dará inicio a una serie de tutoriales que traten sobre la manipulación de mapa de bits y otros tipos de gráficos. Como no soy un experto programador de gráficos, ¡invito a todos a compartir sus experiencias! Basta con añadir un enlace a la siguiente sección, añadir una página y crear su propio antículo para el Wiki.

En esta página se dará alguna información general.

Otros artículos sobre gráficos

• GLScene - Una adaptación de la librería visual de gráficos OpenGL GLScene
• TAChart - Componente gráfico para Lazarus
• PascalMagick - Una forma fácil de usar la API para interactuar con ImageMagick, un paquete software libre multiplataforma para crear, editar y componer imágenes de mapa de bit.
• PlotPanel - Un componente para trazar y realizar gráficos animados
• LazRGBGraphics - Un paquete para un veloz procesado en memoria de imagenes y manipulado de puntos (pixel) (similar a scan line)
• Perlin Noise - Un atículo sobre la utilización de Perlin Noise en aplicaciones LCL.

Trabajo con TBitmap

Lo primero que hay que recordar es que Lazarus quiere decir plataforma independiente, así que todos los métodos que usan funcionalidades de la API de Windows se salen de la cuestión. Así que un método como ScanLine no es soportado por Lazarus, porque está destinado a Device Independent Bitmap y usa funciones de GDI32.dll.

Tenga cuidado porque si no especifica la anchura y altura de su TBitmap tendrá la predefinida, que es muy pequeña.

Un ejemplo de desvanecimiento (fading)

Supongamos que quiere hacer una imagen que se desvanece. En Delphi podría hacer algo así: <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;  //  o bien 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; // desvanec. rojo
            Row[x].rgbtGreen := (step * BaseRow[x].rgbtGreen) shr 5; // desvanec. verde
            Row[x].rgbtBlue := (step * BaseRow[x].rgbtBlue) shr 5; // desvanec. azul
          // disminuyendo progresivamente los valores RGB (Red,Green,Blue o Rojo, 
          // Verde, Azul que son tres componentes que forman el color a mostrar
          // logramos que la imagen se vaya apagando hasta quedarse a oscuras.
          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>

Está función en Lazarus sería así: <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>

El código Lazarus de esta página se ha tomado del proyecto $LazarusPath/examples/lazintfimage/fadein1.lpi . Así que si desea iniciarse en la programación de gráficos eche una mirada a este ejemplo.

Dibujando mapa de bits de color transparente

Una nueva característica, incluida en Lazarus 0.9.11, son los mapa de bits de color transparente. Los archivos Bitmap (*.BMP) no pueden almacenar cualquier información sobre transparencia, pero pueden trabajar como si la tuviera si selecciona un color en ellos para representar la zona transparente. Este es un truco habitual usado en aplicaciones Win32.

El siguiente ejemplo carga un mapa de bit desde un recurso Windows, selecciona un color para que sea transparente (clFuchsia) y después lo dibuja.

<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; // Error cargando el mapa de bits

 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; // Liberar el recurso Tbitmap (bmp) creado con anterioridad

end;</delphi>

Observe las operaciones de memoria realizadas con TMemoryStream. Son necesarios para garantizar la correcta carga de la imagen.

Tomar una captura de la pantalla

Desde Lazarus 0.9.16 podemos utilizar la LCL para realizar capturas de la pantalla de forma multiplataforma. El código de ejemplo siguiente lo hace (funciona en gtk2 y Win32, pero no en gtk1 actualmente):

<delphi> uses LCLIntf, LCLType;

 ...

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

 ...

</delphi>

Pintar un TLazIntfImage en el lienzo (Canvas)

Puesto que la propiedad ScanLines ha sido temporalmente removida de la clase TBitmap, la única forma de acceder a datos de línea de exploración de un mapa de bits, es utilizar TLazIntfImage. Esta es una muestra de cómo crear un TLazIntfImage desde un TBitmap y, a continuación, dibujarlo en el lienzo (canvas).

<delphi> uses

 ...GraphType, IntfGraphics, LCLType, LCLProc,  LCLIntf ...

procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject); var

 b: TBitmap;
 t: TLazIntfImage;
 bmp, old: HBitmap;
 msk: HBitmap;
 tmpDC: HDC;

begin

 b := TBitmap.Create;
 try
   b.LoadFromFile('test.bmp');
   t := b.CreateIntfImage;
   t.CreateBitmaps(bmp, msk, false);

   tmpDC := CreateCompatibleDC(Canvas.Handle);
   old := SelectObject(tmpDC, bmp);
   BitBlt(Canvas.Handle, 0, 0, t.Width, t.Height, tmpDC, 0, 0, SRCCOPY);
   DeleteObject(SelectObject(tmpDC, old));
   DeleteObject(msk);
   DeleteDC(tmpDC);

 finally
   t.Free;
   b.Free;
 end;

end; </delphi>

Gráficos en movimiento - Cómo evitar el parpadeo

Muchos programas dibujan su salida al GUI como gráficos 2D. Si esos gráficos necesitan cambiar rápidamente, pronto tendrá un problema: los gráficos que cambian rápidamente a menudo parpadean en la pantalla. Esto ocurre cuando los usuarios algunas veces ven las imágenes ocultas y algunas veces las ven cuando se dibujan sólo parcialmente. Esto ocurre porque el proceso de pintar requiere tiempo.

Pero ¿cómo puedo evitar el parpadeo y conseguir la mejor velocidad de trazado? Claro, podría trabajar con aceleración de hardware utilizando OpenGL, pero es verdaderamente pesado para pequeños programas u ordenadores antiguos. Este tutorial esta enfocado hacia el dibujo con TCanvas. Si necesita ayuda con OpenGL, eche una mirada al ejemplo que viene con Lazarus. Puede también usar el paquete para juegos de A. J. Venter, que proporciona un canvas (lienzo) de doble memoria intermedia y un componente sprite (objeto móvil).

Ahora examinaremos las opciones que tenemos para dibujar en un Canvas (lienzo):

• Dibujar en un TImage
• Dibujar en el envento OnPaint del formulario, un TPaintBox u otro control
• Crear un control personalizado que se dibuja a sí mismo
• Utilizando el paquete para juegos de A.J. Venter

Dibujar en un TImage

Un TImage consta de 2 partes: Un TGraphic, por lo general un TBitmap, conteniendo la imagen persistente y el área visual, que es pintada en cada evento OnPaint. Cambiar el tamaño del TImage no cambiar el tamaño del mapa de bits. El gráfico (o mapa de bits) es accesible a través de Image1.Picture.Graphic (o Image1.Picture.Bitmap). El lienzo es Image1.Picture.Bitmap.Canvas. El lienzo de la zona visual de un TImage sólo es accesible durante Image1.OnPaint través de Image1.Canvas.

Importante: Nunca use el evento OnPaint para dibujar en un TImage. Un TImage es almacenado en la memoria intermedia por lo que todo lo que necesita hacer es dibujarlo desde cualquier lugar y se cambia para siempre. Sin embargo, si constantemente redibuja, la imagen parpadeará. En este caso puede intentar otras opciones. Dibujar en un TImage se considera más lento que otras posibilidades.

Redimensionando el mapa de bits de un TImage

Nota: No uses esto duante un OnPaint.

<delphi> with Image1.Picture.Bitmap do begin

   Width:=100;
   Height:=120;
 end;</delphi>

Pintando el mapa de bits de un TImage

Nota: No uses esto duante un 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>

Nota: dentro de un Image1.OnPaint el lienzo (el Image1.Canvas) apunta al área visible volátil. Fuera del evento Image1.OnPaint el lienzo apunta a Image1.Picture.Bitmap.Canvas.

Otro ejemplo:

<delphi> procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject);

var
  x, y: Integer;
begin
  // Draws the backgroung
  MyImage.Canvas.Pen.Color := clWhite;
  MyImage.Canvas.Rectangle(0, 0, Image.Width, Image.Height);
  
  // Draws squares
  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>

Pintando el área visual volátil de un TImage

Sólo se puede pintar en esta área durante OnPaint. OnPaint se llama automáticamente por el LCL, cuando la zona es invalidada. Se puede invalidar la zona manualmente con Image1.Invalidate. Esto no llamará inmediatamente a OnPaint y es posible invocar Invalidate tantas veces como se desee.

<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>

Dibujar en el evento OnPaint

En este caso todo tiene que dibujarlo en el evento OnPaint del formulario. No se mantiene en la memoria intermedia, como en el TImage.

Crear un control personalizado que se dibuja a sí mismo

Crear un control personalizado tiene la ventaja de estructurar su código y poder reutilizar el control. Está opción es muy rápida, pero puede todavía generar parpadeo si no dibuja en un TBitmap primero y después dibuja en el canvas (lienzo). En este caso no necesita utilizar el evento OnPaint del control.

Este es un ejemplo de control personalizado:

<delphi> uses

 Classes, SysUtils, Controls, Graphics, LCLType;

type
  TMyDrawingControl = class(TCustomControl)
  public
    procedure EraseBackground(DC: HDC); override;
    procedure Paint; override;
  end;

implementation

procedure TMyDrawingControl.EraseBackground(DC: HDC);
begin
  // Uncomment this to enable default background erasing
  //inherited EraseBackground(DC);
end; 

procedure TMyDrawingControl.Paint;
var
  x, y: Integer;
  Bitmap: TBitmap;
begin
  Bitmap := TBitmap.Create;
  try
    // Initializes the Bitmap Size
    Bitmap.Height := Height;
    Bitmap.Width := Width;
 
    // Draws the background
    Bitmap.Canvas.Pen.Color := clWhite;
    Bitmap.Canvas.Rectangle(0, 0, Width, Height);

    // Draws squares
    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>

y cómo lo creamos en el formulario: <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>

no olvide destruirlo: <delphi> procedure TMyForm.FormDestroy(Sender: TObject);

begin
  MyDrawingControl.Free;
end;</delphi>

Aunque se destruye de forma automática, porque usamos self como propietario.

No es necesario asignar cero a Top y Left, ya que ésta es la posición predefinida, pero se hace así para reforzar la posición donde se colocará el control.

"MyDrawingControl.Parent := Self;" es muy importante y no se verá el control si no se hace así.

"MyDrawingControl.DoubleBuffered := True;" se requiere para evitar el parpadeo en Windows. No tiene ningún efecto en gtk.

Utilizando el paquete para juegos de A.J. Venter

El paquete para juegos está enfocado al dibujo de cualquier cosa en un canvas (lienzo) de doble memoria intermedia, que sólo se actualiza cuando usted está preparado. Esto supone verdaderamente bastante código, pero tiene la ventaja de ser capaz de hacer muy rápidamente cambios de escenas con múltiples sprites (objetos móviles) en ellos. Si desea utilizar esta opción, puede interesarle el paquete para juegos de A. J. Venter, un conjunto de componentes para desarrollar juegos en Lazarus, que proporciona un componente de pantalla de doble memoria intermedia así como un componente sprite (ojeto móvil), diseñado para integrarse bien con cualquier otro. Puede obtener el paquete para juegos via subversion:
svn co svn://silentcoder.co.za/lazarus/gamepack You can get more information, documentation and downloads the homepage.

Formatos Gráficos y Clases de Imágenes

Esta tabla muestra la clase adecuada a utilizar para cada formato de imagen.

Formato	Clase de Imagen	Unidad
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

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 without LCL

You can draw without the LCL. For example a program running on a webserver generating graphics should work without any full blown visual library. For this you can use FPImage (alias fcl-image) a very generic image and drawing library written completely in pascal. In fact the LCL uses FPImage too and implements the drawing function through calls to the widgetset (winapi, gtk, carbon, ...).

Here is an example, how to create a 200x100 image, painting a white background and some text and saving it as .png: <Delphi> program fontdraw;

{$mode objfpc}{$H+}

uses

 Classes, SysUtils, FPimage, FPImgCanv, ftfont, FPWritePNG, FPCanvas;

procedure TestFPImgFont; var

 Img: TFPMemoryImage;
 Writer: TFPWriterPNG;
 ms: TMemoryStream;
 ImgCanvas: TFPImageCanvas;
 fs: TFileStream;
 AFont: TFreeTypeFont;

begin

 Img:=nil;
 ImgCanvas:=nil;
 Writer:=nil;
 ms:=nil;
 fs:=nil;
 AFont:=nil;
 try
   // initialize free type font manager
   ftfont.InitEngine;
   FontMgr.SearchPath:='/usr/share/fonts/truetype/ttf-dejavu/';
   AFont:=TFreeTypeFont.Create;

   // create an image of width 200, height 100
   Img:=TFPMemoryImage.Create(200,100);
   Img.UsePalette:=false;
   // create the canvas with the drawing operations
   ImgCanvas:=TFPImageCanvas.create(Img);

   // paint white background
   ImgCanvas.Brush.FPColor:=colWhite;
   ImgCanvas.Brush.Style:=bsSolid;
   ImgCanvas.Rectangle(0,0,Img.Width,Img.Height);

   // paint text
   ImgCanvas.Font:=AFont;
   ImgCanvas.Font.Name:='DejaVuSans';
   ImgCanvas.Font.Size:=20;
   ImgCanvas.TextOut(10,30,'Test');

   // write image as png to memory stream
   Writer:=TFPWriterPNG.create;
   ms:=TMemoryStream.Create;
   writer.ImageWrite(ms,Img);
   // write memory stream to file
   ms.Position:=0;
   fs:=TFileStream.Create('testfont.png',fmCreate);
   fs.CopyFrom(ms,ms.Size);
 finally
   AFont.Free;
   ms.Free;
   Writer.Free;
   ImgCanvas.Free;
   Img.Free;
   fs.Free;
 end;

end;

begin

 TestFPImgFont;

end. </Delphi>

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