C++基于Directx MMX实现的图像灰度转换代码

本文实例讲述了基于Directx MMX 编写的实现图像灰度处理的方法，要编译此程序需DirectX SDK5.0，代码中所需要的ddutil.h与ddutil.cpp文件,请自行下载加入工程。在WindowNT4.0+SP3环境中编译通过，代码已经过整理，包含有注释。如下所示：

#include <windows.h>
#include <windowsx.h>
#include <stdio.h>
#include <ddraw.h>
#include <math.h>
#include "ddutil.h"
#define MEAN_GRAY 0//平均值法
#define MAXIMUM_GRAY 1//最大值法
#define WEIGHT_GRAY 2//加权平均值法
#define TITLE "灰度转换" //窗口标题
#define CLASSNAME "Gray" //窗口类名
#define WIDTH 640
#define HEIGHT 480
#define COLORS 8
#define STEP 1
#define SCANLINE 16
HINSTANCE hInst; //应用程序实例句柄
HWND hWndMain; //主窗口句柄
LPDIRECTDRAW      lpDD;      // DirectDraw对象
LPDIRECTDRAWSURFACE   lpDDSPrimary;  // 主页面
LPDIRECTDRAWSURFACE   lpDDSBack;   // 后台缓冲区
LPDIRECTDRAWSURFACE   lpDDSPic1;   // 离屏页面1
LPDIRECTDRAWPALETTE   lpDDPal;    // 调色板
BOOL          bActive;    // 应用程序是否活跃?
int Key=0;
bool Contrast=false;
bool Gray=false;
//函数声明
void FreeObjects( void );
BOOL InitDDraw(void);
BOOL InitPalette(void);
BOOL InitSurfaces(void);
void UpdateFrame(void);
void MakeRect(RECT *rect, long left, long top, long right, long bottom);
void IncreaseContrast(BYTE *pByte,const int Low,const int Hight,
    const float Grad)
{
 if(*pByte<=Low)
 *pByte=0;
 else if((Low<*pByte)&&(*pByte<Hight))
 *pByte=(BYTE)((*pByte-Low)/Grad);
 else
 *pByte=255;
}
void ChangeContrast(int nDelta)
{
 LPPALETTEENTRY Pal = (LPPALETTEENTRY) LocalAlloc( LPTR, sizeof( PALETTEENTRY ) * 256 );
 //获取调色板
 lpDDPal->GetEntries(0,0,256,Pal);
 int Low,High;
 float Grad;
 for(int i=0; i<256; i++)
 {
 if(nDelta>=0)
 {
  Low=0+nDelta;
  High=255-nDelta;
  Grad=((float)(High-Low))/255;
  IncreaseContrast(&Pal[i].peRed ,Low,High,Grad);
  IncreaseContrast(&Pal[i].peGreen ,Low,High,Grad);
  IncreaseContrast(&Pal[i].peBlue ,Low,High,Grad);
 }
 else
 {
  Pal[i].peRed=(BYTE)((int)(Pal[i].peRed/Grad))-nDelta;
  Pal[i].peGreen=(BYTE)((int)(Pal[i].peGreen/Grad))-nDelta;
  Pal[i].peBlue=(BYTE)((int)(Pal[i].peBlue/Grad))-nDelta;
 }
 }
 //更新调色板
 lpDDPal->SetEntries(0,0,256,Pal);
}
//灰度转换函数--本程序的关键
//函数：ConvertToGrayScale
//参数：Method为转换灰度的方式，值可为：
// MAXIMUM_GRAY=最大值法,MEAN_GRAY=平均值法,
// WEIGHT_GRAY=加权平均值法
// Color目前只能为8即只能处理8位调色板方式
//返值：无
void ConvertToGrayScale(unsigned short Method,unsigned short Color)
{
 BYTE Convert; 
 int i;
 switch(Color)
 {
 case 8:
 LPPALETTEENTRY Pal = (LPPALETTEENTRY) LocalAlloc( LPTR, sizeof( PALETTEENTRY ) * 256 );
 //获取调色板
 lpDDPal->GetEntries(0,0,256,Pal);
 switch(Method)
 {
 case MAXIMUM_GRAY:
  //最大值法转换
  for(i=0; i<256; i++)
  {
  //计算的公式为：R=G=B=max(R,G,B)
  Convert=( max(max(Pal[i].peRed ,Pal[i].peGreen),Pal[i].peBlue));
  Pal[i].peRed=Pal[i].peGreen=Pal[i].peBlue=Convert;
  } 
  break;
 case MEAN_GRAY:
  //平均值法转换
  for(i=0; i<256; i++)
  {
  //计算的公式为：R=G=B=(R+G+B)/3
  Convert=((Pal[i].peRed +Pal[i].peGreen+Pal[i].peBlue)/3);
  Pal[i].peRed=Pal[i].peGreen=Pal[i].peBlue=Convert;
  } 
  break;
 case WEIGHT_GRAY:
  //加权平均值法转换
  for(i=0; i<256; i++)
  {
  //计算的公式为：R=G=B=(R*0.3+G*0.59+B*0.11)
  //为不使用浮点乘法，现公式为：
  //R=G=B=(R*3+G*6+B)/10
  //些许的误差可以不计
  Convert=( Pal[i].peRed * 3 + Pal[i].peGreen *6 + Pal[i].peBlue ) / 10; 
  Pal[i].peRed=Pal[i].peGreen=Pal[i].peBlue=Convert;
  } 
  break;  
 }
 //更新调色板
 lpDDPal->SetEntries(0,0,256,Pal);
 break;
 }
}
//**********************************
//函数：FreeObject
//功能：释放所有DirectDraw对象
void FreeObjects( void )
{
  if( lpDD != NULL )//释放DirectDraw对象
  {
    if( lpDDSPrimary != NULL )//释放主页面
    {
      lpDDSPrimary->Release();
      lpDDSPrimary = NULL;
    }
    if( lpDDSPic1 != NULL )//释放离屏页面1
    {
      lpDDSPic1->Release();
      lpDDSPic1 = NULL;
    }
    if( lpDDPal != NULL )//释放调色板
    {
      lpDDPal->Release();
      lpDDPal = NULL;
    }
    lpDD->Release();
    lpDD = NULL;
  }
} 
//************************************
//函数：RestoreAll
//功能：页面丢失后，恢复页面内存
HRESULT RestoreAll( void )
{
  HRESULT   ddrval;
 //恢复主页面，这也将恢复换页链中的所有页面
  ddrval = lpDDSPrimary->Restore();
 //恢复离屏页面
  ddrval = lpDDSPic1->Restore();
 //重新绘制页面图象
 InitSurfaces();
  return ddrval;
}
//**************************************
//函数：WindowProc
//功能：主窗口的消息处理过程
LRESULT CALLBACK WinProc( HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
{
  switch( message )
  {
  case WM_SETCURSOR:
 SetCursor(NULL);
 return TRUE;

  case WM_ACTIVATEAPP://应用程序激活消息
    bActive = wParam;
    break;

  case WM_KEYDOWN://击键消息
    switch( wParam )
    {
    case VK_ESCAPE:
      PostMessage(hWnd, WM_CLOSE, 0, 0);
      break;
 case VK_F1:
  Gray=true;
  Key=MEAN_GRAY;
  InitPalette();
  break;
 case VK_F2:
  Gray=true;
  Key=MAXIMUM_GRAY;
  InitPalette();
  break;
 case VK_F3:
  Gray=true;
  Key=WEIGHT_GRAY;
  InitPalette();
  break;
 case VK_F4:
  Gray=false;
  Key=0;
  InitPalette();
  break;
 case VK_F5:
  Contrast=!Contrast;
  if(false==Contrast)
  {
  InitPalette();
  }
  break;
 case VK_F6:
  break;
 }
    break;

  case WM_DESTROY://销毁窗口消息
    FreeObjects();
    PostQuitMessage(0);
    break;
  }

 //调用缺省的过程处理过程
  return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
//*********************************
//函数：InitWindow()
//功能：创建主窗口。
BOOL InitWindow( HINSTANCE hInstance, int nCmdShow )
{
  WNDCLASS wc; //窗口类结构
 //填充窗口类结构
  wc.style = 0;
  wc.lpfnWndProc = WinProc;
  wc.cbClsExtra = 0;
  wc.cbWndExtra = 0;
  wc.hInstance = hInstance;
  wc.hIcon = LoadIcon( hInstance, IDI_APPLICATION );
  wc.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW );
  wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(BLACK_BRUSH);//选择黑色刷做为窗口背景
  wc.lpszMenuName = NULL;
 wc.lpszClassName = CLASSNAME;
 //注册窗口类
  RegisterClass( &wc );
  //创建主窗口
  hWndMain= CreateWindowEx(
 0,
 CLASSNAME, //窗口的类名称，必须与上面的wc.lpszClassName一致
 TITLE, //窗口的标题名
 WS_POPUP,
 0,
 0,
 GetSystemMetrics( SM_CXSCREEN ),
 GetSystemMetrics( SM_CYSCREEN ),
 NULL,
 NULL,
 hInstance,
 NULL );
  if( !hWndMain ) 
 return FALSE;
 //显示并更新窗口
  ShowWindow( hWndMain, nCmdShow );
 return TRUE;
}
//*********************************
//函数：InitDDraw()
//功能：初始化DirectDraw环境，创建换页链（主页面，一个后台缓冲区）
// 以及创建一个定时器。
BOOL InitDDraw(void)
{
  DDSURFACEDESC    ddsd;
  DDSCAPS       ddscaps;
  HRESULT       ddrval;

  //创建DirectDraw对象
 ddrval = DirectDrawCreate( NULL, &lpDD, NULL );
  if( ddrval != DD_OK )
    return FALSE;
  //取得全屏独占模式
  ddrval = lpDD->SetCooperativeLevel( hWndMain, DDSCL_EXCLUSIVE | DDSCL_FULLSCREEN );
  if( ddrval != DD_OK )
    return FALSE;
  //设置显示器显示模式为640x480x8
  ddrval = lpDD->SetDisplayMode( WIDTH, HEIGHT, COLORS);
  if( ddrval != DD_OK )
    return FALSE;
  //填充换页链结构
  ddsd.dwSize = sizeof( ddsd );
  ddsd.dwFlags = DDSD_CAPS | DDSD_BACKBUFFERCOUNT;
  ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_PRIMARYSURFACE |
             DDSCAPS_FLIP |
             DDSCAPS_COMPLEX;
 //后台缓冲区数量为1
  ddsd.dwBackBufferCount = 1;
 //创建换页链，包括了主页面及其后台缓冲区
  ddrval = lpDD->CreateSurface( &ddsd, &lpDDSPrimary, NULL );
  if( ddrval != DD_OK )
    return FALSE;
  //获得指向后台缓冲区的页面指针
 ddscaps.dwCaps = DDSCAPS_BACKBUFFER;
  ddrval = lpDDSPrimary->GetAttachedSurface(&ddscaps, &lpDDSBack);
  if( ddrval != DD_OK )
    return FALSE;
 //创建离屏页面
 ZeroMemory(&ddsd, sizeof(ddsd));
  ddsd.dwSize = sizeof(ddsd);
  ddsd.dwFlags = DDSD_CAPS | DDSD_HEIGHT |DDSD_WIDTH;
  ddsd.ddsCaps.dwCaps = DDSCAPS_OFFSCREENPLAIN;
  ddsd.dwWidth = WIDTH;
  ddsd.dwHeight = HEIGHT;
  if (lpDD->CreateSurface(&ddsd, &lpDDSPic1, NULL) != DD_OK)
 return FALSE;
 //调用页面初始化函数
 if( !InitSurfaces() )
    return FALSE;
  return TRUE;
}
//**********************************
//函数：WinMain()
//功能：应用程序入口
int PASCAL WinMain( HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
  MSG msg;
 hInst=hInstance;
 //初始化主窗口
 if (!InitWindow( hInstance, nCmdShow))
  return FALSE;
 //初始化DirectDraw环境
 if (!InitDDraw())
 {
 MessageBox(hWndMain, "初始化DirectDraw过程中出错！", "Error", MB_OK);
 FreeObjects();
 DestroyWindow(hWndMain);
 return FALSE;
 }
 //进入消息循环
 while(1)
 {
 if(PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_NOREMOVE))
 {
  if(!GetMessage(&msg, NULL, 0, 0 ))
  return msg.wParam;
  TranslateMessage(&msg); 
  DispatchMessage(&msg);
 }
 else if(bActive)
 {
  UpdateFrame();
 }
 else WaitMessage();
 }
  return msg.wParam;
} 
BOOL InitPalette(void)
{
  //从磁盘文件中载入调色板
 lpDDPal = DDLoadPalette(lpDD, "back.bmp");
 //将调色板设置给主页面
  if (lpDDPal)
 {
    lpDDSPrimary->SetPalette( lpDDPal );
 return TRUE;
 }
 return FALSE;
}
//****************************
//函数：InitSurfaces()
//功能：初始化页面图象
BOOL InitSurfaces( void )
{
  HBITMAP hbm;
 InitPalette();
  //从磁盘文件中将我们所需要的图象载入到一个hbm位图对象中
  hbm = (HBITMAP)LoadImage(hInst, "back.bmp", IMAGE_BITMAP, 
 0, 0, LR_CREATEDIBSECTION|LR_LOADFROMFILE);
  if (hbm == NULL)
 return FALSE;
 DDCopyBitmap(lpDDSPic1, hbm, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
 //释放hbm位图对象
  DeleteObject(hbm);
  return TRUE;
}
//更新屏幕
void UpdateFrame( void )
{
 HRESULT ddrval;
 //计算刷新率
 static int fps=0, frame=0, nt=0, ot=0;
 frame++;
 nt=timeGetTime(); 
 if (nt > ot+1000)
 {
 ot=nt;
 fps=frame;
 frame=0;
 }
 //清屏后台缓冲区
 DDBLTFX ddBltFx;
 ddBltFx.dwSize = sizeof(DDBLTFX);
 ddBltFx.dwFillColor = DDColorMatch(lpDDSBack, RGB(0,0,0));
 lpDDSBack->Blt(NULL, NULL, NULL, DDBLT_WAIT | DDBLT_COLORFILL, &ddBltFx);
 //调用灰度的实现函数
 if(true==Gray)
 {
 ConvertToGrayScale(Key,COLORS);
 Gray=false;
 }
 //增加对比度
 if(true==Contrast)
 {
 ChangeContrast(2);
 }

 RECT srect, drect;
 MakeRect(&srect, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
 MakeRect(&drect, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
 //将背景图象Blit到后台缓冲区
 lpDDSBack->Blt(&drect, lpDDSPic1, &srect, DDBLT_WAIT, NULL);
 //打印刷新率fps
 HDC hdc;
 char temp[50];
 lpDDSBack->GetDC(&hdc);
 SetBkMode(hdc, TRANSPARENT);
 SetTextColor(hdc, RGB(0,255,255)); 
 sprintf(temp, "fps=%d", fps);
 TextOut(hdc, 0, 0, temp, strlen(temp));
 sprintf(temp,"图象特效----灰度转换");
 TextOut(hdc, 30, 400, temp, strlen(temp));
 lpDDSBack->ReleaseDC(hdc);
  // 换页
  while( 1 )
  {
    ddrval = lpDDSPrimary->Flip( NULL, DDFLIP_WAIT );//调用换页函数
    if( ddrval == DD_OK )//成功则退出while循环
      break;
    else if( ddrval == DDERR_SURFACELOST )//如果页面丢失，则恢复页面，再继续while循环
      RestoreAll();
    else
  break;
 }
}
void MakeRect(RECT *rect, long left, long top, long right, long bottom)
{
 rect->left=left;
 rect->top=top;
 rect->right=right;
 rect->bottom=bottom;
}

感兴趣的朋友可以调试运行一下本文实例，相信会对大家进行C++项目开发起到一定的帮助作用。