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GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 文字描边与阴影扩展

Delphi算法编程软件测试制造 
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自从文章《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 可调节的文字阴影特效》发表后，不少人问我怎样实现文字描边。由于我只是个业余编程爱好者，加上文化底蕴差，只要涉及算法和编程理论方面的东西，我就无能为力了，所以直到目前，我也不知道具体的描边算法是怎样的（网上搜索过N次，也没找到答案，可能这方面的东西是要卖钱的）。

因问得人多了，有时我也思索和研究一下，总算找了个方法可以实现，虽然同专业的图像软件（如PhotoShop）文字描边效果相比差强人意，但可以凑合凑合，作为研究心得，将代码贴在这里备查。

在《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 可调节的文字阴影特效》一文的内容的基础上，对文字阴影效果代码进行了改进和扩充，扩充的功能有2点：一是由原来只能产生黑色阴影扩充为任意颜色阴影；二是可以对阴影进行扩展。有了这2个功能，利用阴影效果也就可以进行文字描边了，推而广之，也可实现图像的描边。下面是具体的代码内容：

  1. //备份图像。Data:GDI+位图数据，32位ARGB格式;Dest:备份目标;Color:阴影颜色
  2. procedureBackImage(Data:TBitmapData;Dest:Pointer;Color:TARGB);
  3. asm
  4. pushesi
  5. pushedi
  7. movesi,[eax+16]//esi=Data.Scan0
  8. movedi,edx//esi=Dest
  9. movedx,ecx//edx=Color&0xffffff
  10. andedx,0FFFFFFh
  11. movecx,[eax]//ecx=Data.Height*Data.Width
  12. imulecx,[eax+4]
  13. cld
  15. @Loop://for(;ecx>=0;ecx--)
  16. or[esi],edx
  17. movsd//*edi++=*esi++&0xff000000|edx
  18. loop@Loop
  20. popedi
  21. popesi
  22. end;
  24. //扩展。Data:GDI+位图数据，32位ARGB格式;Source:复制的源
  25. //ExpMatrix:卷积矩阵;MatrixSize：矩阵大小
  26. procedureMakeExpand(Data:TBitmapData;Source,ExpMatrix:Pointer;
  27. MatrixSize:LongWord);
  28. var
  29. Radius,mSize,rSize:LongWord;
  30. x,y:LongWord;
  31. Width,Height:Integer;
  32. Matrix:Pointer;
  33. Stride:LongWord;
  34. asm
  35. pushesi
  36. pushedi
  37. pushebx
  39. movesi,edx//esi=Source
  40. movedi,[eax+16]//edi=Data.Scan0+3(Alphabyte)
  41. addedi,3
  42. add ecx, 3
  43. movMatrix,ecx//Matrix=ExpMatrix +3(Alphabyte)
  44. movecx,MatrixSize
  45. movedx,ecx
  46. dececx
  47. movebx,[eax]
  48. subebx,ecx
  49. movWidth,ebx//Width=Data.Width-(MatrixSize-1)
  50. movebx,[eax+4]
  51. subebx,ecx
  52. movHeight,ebx//Height=Data.Height-(MatrixSize-1)
  53. shrecx,1
  54. movRadius,ecx//Radius=MatrixSize/2
  55. moveax,[eax+8]
  56. movStride,eax
  57. movmSize,eax
  58. shledx,2
  59. submSize,edx//mSize=Data.Stride-MatrixSize*4
  60. addeax,4
  61. imuleax,ecx
  62. addeax,3
  63. addesi,eax//esi=esi+(Data.Stride*Radius+Radius*4+3)
  64. shlecx,3
  65. movrSize,ecx//rSize=Radius*2*4
  67. movy,0//for(y=0;y<Height;y++)
  68. @yLoop://{
  69. movx,0//for(x=0;x<Width;x++)
  70. @xLoop://{
  71. test[esi],0ffh//if(*esi!=0)
  72. jz@NextPixel//{
  73. test[esi-4],0ffh
  74. jz@001
  75. test[esi+4],0ffh
  76. jz@001
  77. movebx,Stride
  78. test[esi+ebx],0ffh
  79. jz@001
  80. negebx
  81. test[esi+ebx],0ffh
  82. jnz@NextPixel
  83. @001:
  84. pushedi//Save(edi)
  85. movebx,Matrix//ebx=Matrix
  86. movedx,MatrixSize//for(I=0;I<MatrixSize;I++)
  87. @Loop3://{
  88. movecx,MatrixSize//for(J=0;J<=MatrixSize;J++)
  89. @Loop4://{
  90. mov al,[ebx]//*edi=max(*ebx,*edi)
  91. cmp al,[edi]
  92. jb @002
  93. mov[edi],al
  94. @002:
  95. addedi,4//edi+=4
  96. addebx,4//ebx+=4
  97. loop@Loop4//}
  98. addedi,mSize//edi+=mSize
  99. decedx
  100. jnz @Loop3//}
  101. popedi//Reset(edi)
  102. @NextPixel://}
  103. addedi,4//edi+=4
  104. addesi,4//esi+=4
  105. incx
  106. moveax,x
  107. cmpeax,Width
  108. jl@xLoop//}
  109. addesi,rSize
  110. addedi,rSize
  111. incy
  112. moveax,y
  113. cmpeax,Height
  114. jl@yLoop//}
  116. popebx
  117. popedi
  118. popesi
  119. end;
  121. procedureGdipShadow(Data:TBitmapData;Buf:Pointer;Radius:LongWord);
  122. var
  123. Gauss:arrayofInteger;
  124. Q:Double;
  125. x,y,n,z:Integer;
  126. p:PInteger;
  127. begin
  128. //根据半径计算高斯模糊矩阵
  129. Q:=Radius/2;
  130. ifQ=0thenQ:=0.1;
  131. n:=Radiusshl1+1;
  132. SetLength(Gauss,n*n);
  133. p:=@Gauss[0];
  134. z:=0;
  135. forx:=-RadiustoRadiusdo
  136. fory:=-RadiustoRadiusdo
  137. begin
  138. p^:=Round(Exp(-(x*x+y*y)/(2.0*Q*Q))/(2.0*PI*Q*Q)*1000.0);
  139. Inc(z,p^);
  140. Inc(p);
  141. end;
  142. MakeShadow(Data,Buf,Gauss,n,z);
  143. end;
  145. procedureGdipBorder(Data:TBitmapData;Buf:Pointer;Expand:LongWord;Color:TARGB);
  146. var
  147. bmp:TGpBitmap;
  148. bg:TGpGraphics;
  149. Data1:TBitmapData;
  150. Size:Integer;
  151. begin
  152. Size:=Expandshl1+1;
  153. bmp:=TGpBitmap.Create(Size,Size,pf32bppARGB);
  154. bg:=TGpGraphics.Create(bmp);
  155. try
  156. //制造一个直径=Size，消除锯齿后的圆作为描边（或扩展）的位图画笔
  157. bg.SmoothingMode:=smAntiAlias;
  158. bg.PixelOffsetMode:=pmHalf;
  159. bg.FillEllipse(Brushs[Color],0,0,Size,Size);
  160. Data1:=bmp.LockBits(GpRect(0,0,Size,Size),[imRead],pf32bppARGB);
  161. try
  162. //用位图画笔扩展图像
  163. MakeExpand(Data,Buf,Data1.Scan0,Size);
  164. finally
  165. bmp.UnlockBits(Data1);
  166. end;
  167. finally
  168. bg.Free;
  169. bmp.Free;
  170. end;
  171. end;
  173. procedureDrawShadow(constg:TGpGraphics;constBitmap:TGpBitmap;
  174. constlayoutRect:TGpRectF;ShadowSize,Distance:LongWord;
  175. Angle:Single;Color:TARGB;Expand:LongWord);
  176. var
  177. dr,sr:TGpRectF;
  178. Data:TBitmapData;
  179. Buf:Pointer;
  180. SaveScan0:Pointer;
  181. begin
  182. Data:=Bitmap.LockBits(GpRect(0,0,Bitmap.Width,Bitmap.Height),
  183. [imRead,imWrite],pf32bppARGB);
  184. GetMem(Buf,Data.Height*Data.Stride);
  185. try
  186. BackImage(Data,Buf,Color);
  187. ifExpand>ShadowSizethen
  188. Expand:=ShadowSize;
  189. ifExpand<>0then//处理文字阴影扩展
  190. ifExpand<>ShadowSizethen
  191. begin
  192. SaveScan0:=Data.Scan0;
  193. Data.Scan0:=Buf;
  194. GdipBorder(Data,SaveScan0,Expand,Color);
  195. Data.Scan0:=SaveScan0;
  196. endelse
  197. GdipBorder(Data,Buf,Expand,Color);
  198. ifExpand<>ShadowSizethen//处理文字阴影效果
  199. GdipShadow(Data,Buf,ShadowSize-Expand);
  200. finally
  201. FreeMem(Buf);
  202. Bitmap.UnlockBits(Data);
  203. end;
  204. sr:=GpRect(0.0,0.0,Data.Width,Data.Height);
  205. //sr:=GpRect(0.0,0.0,layoutRect.Width+ShadowSize*2+2,
  206. //layoutRect.Height+ShadowSize*2+2);
  207. dr:=GpRect(layoutRect.Point,sr.Size);
  208. //根据角度计算阴影位图在目标画布的偏移量
  209. Offset(dr,Cos(PI*Angle/180)*Distance-ShadowSize-1,
  210. Sin(PI*Angle/180)*Distance-ShadowSize-1);
  211. //输出阴影位图到目标画布
  212. g.DrawImage(Bitmap,dr,sr.X,sr.Y,sr.Width,sr.Height,utPixel);
  213. end;
  215. //计算并输出文字阴影效果
  216. //g:文字输出的画布;str要输出的文字;font:字体;layoutRect:限定的文字输出范围
  217. //ShadowSize:阴影大小;Distance:阴影距离;
  218. //Angle:阴影输出角度(左边平行处为0度。顺时针方向)
  219. //ShadowAlpha:阴影文字的不透明度;format:文字输出格式
  220. procedureDrawShadowString(constg:TGpGraphics;conststr:WideString;
  221. constfont:TGpFont;constlayoutRect:TGpRectF;
  222. ShadowSize,Distance:LongWord;Angle:Single=60;
  223. Color:TARGB=$C0000000;Expand:LongWord=0;
  224. constformat:TGpStringFormat=nil);overload;
  225. var
  226. Bmp:TGpBitmap;
  227. Bg:TGpGraphics;
  228. begin
  229. //建立透明的32位ARGB阴影位图，大小为layoutRect长、宽度+ShadowSize*2+2
  230. Bmp:=TGpBitmap.Create(Round(layoutRect.Width+0.5)+ShadowSizeshl1+2,
  231. Round(layoutRect.Height+0.5)+ShadowSizeshl1+2,
  232. pf32bppARGB);
  233. Bg:=TGpGraphics.Create(Bmp);
  234. try
  235. Bg.TextRenderingHint:=thAntiAlias;
  236. //以Color不透明度的黑色画刷，在ShadowSize+1处输出文字到位图画布。
  237. //方便黑色以外的阴影颜色替换（直接用Color画，模糊处理后很难看）
  238. Bg.DrawString(str,font,Brushs[Colorand$FF000000],
  239. GpRect(ShadowSize+1,ShadowSize+1,
  240. layoutRect.Width,layoutRect.Height),format);
  241. DrawShadow(g,Bmp,layoutRect,ShadowSize,Distance,Angle,Color,Expand);
  242. finally
  243. Bg.Free;
  244. Bmp.Free;
  245. end;
  246. end;
  248. //计算并输出文字阴影效果，除以输出点origin替代上面布局矩形外，其他参数同上
  249. procedureDrawShadowString(constg:TGpGraphics;conststr:WideString;
  250. constfont:TGpFont;constorigin:TGpPointF;
  251. ShadowSize,Distance:LongWord;Angle:Single=60;
  252. Color:TARGB=$C0000000;Expand:LongWord=0;
  253. constformat:TGpStringFormat=nil);overload;
  254. begin
  255. DrawShadowString(g,str,font,g.MeasureString(str,font,origin,format),
  256. ShadowSize,Distance,Angle,Color,Expand,format);
  257. end;

上面代码中MakeShadow过程的代码在《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 可调节的文字阴影特效》一文中，本文没有贴出。由于代码中已经有了较详细的注释，故不再解释。下面贴出测试代码：
  2. procedureTextPaint(g:TGpGraphics);
  3. var
  4. brush:TGpLinearGradientBrush;
  5. font:TGpFont;
  6. fontFamily:TGpFontFamily;
  7. r:TGpRect;
  8. begin
  9. fontFamily:=TGpFontFamily.Create({'TimesNewRoman'}'华文行楷');
  10. font:=TGpFont.Create(fontFamily,55,[fsBold],utPixel);
  11. r:=GpRect(Form1.PaintBox1.ClientRect);
  12. brush:=TGpLinearGradientBrush.Create(r,kcBlue,kcAliceBlue,90);
  13. g.FillRectangle(Brush,r);
  15. DrawShadowString(g,'文字阴影特效',font,GpPoint(10,r.Height/3),5,10,60,$C0000000,1);
  16. DrawShadowString(g,'文字阴影特效',font,GpPoint(10,r.Height/3),1,0,60,$FFFF0000,1);
  18. //DrawShadowString(g,'文字阴影特效',font,GpPoint(10,r.Height/3),5,12,60,$C0000000,1);
  19. //DrawShadowString(g,'文字阴影特效',font,GpPoint(10,r.Height/3),2,3,60,$FFc00000,1);
  20. g.TextRenderingHint:=thAntiAlias;
  21. g.DrawString('文字阴影特效',font,Brushs.White,10,r.Height/3);
  22. font.Free;
  23. fontFamily.Free;
  24. Brush.Free;
  25. end;

以下是测试代码效果图，图一和图二都是文字描边（1个像素的边框）加阴影效果，其中图一没进行阴影扩展，即上面的15行的代码最后一个参数为0，图二是加了1个像素的阴影扩展效果（上述代码的“正宗”输出）：

图一

图二

利用改进的阴影效果，不仅可实现文字描边，也可显示类似立体文字的效果（改变显示距离），上面测试代码中，被注释的2句代码输出效果如下：

图三

至于图像的描边，似乎没有文字的描边效果好，究其原因，主要是图像的轮廓看起来好像是圆润平滑的，其实有很多半影锯齿，在Photoshop中，通过先选区后描边，可能对选区边缘作了处理，所以效果相当好（专业的软件，肯定有很好的算法）。下面是我对一张小图片作的描边处理代码和输出效果图：

  1. //图像描边
  2. //g:文字输出的画布;Image:图像;x,y:图像输出原点
  3. //BorderWidth:总的边框宽度;Color:边框颜色;
  4. //Expand:边框扩散大小;Attributes:图像显示属性
  5. procedureDrawImageBorder(constg:TGpGraphics;constImage:TGpImage;
  6. x,y:Single;BorderWidth:LongWord;Color:TARGB=kcWhite;
  7. Expand:LongWord=0;constAttributes:TGpImageAttributes=nil);
  8. var
  9. Bmp:TGpBitmap;
  10. Bg:TGpGraphics;
  11. ColorMatrix:TColorMatrix;
  12. Attr:TGpImageAttributes;
  13. layoutRect:TGpRectF;
  14. begin
  15. Bmp:=TGpBitmap.Create(Image.Width+BorderWidthshl1+2,
  16. Image.Height+BorderWidthshl1+2,
  17. pf32bppARGB);
  18. Bg:=TGpGraphics.Create(Bmp);
  19. Attr:=Attributes;
  20. ifAttr=nilthen
  21. Attr:=TGpImageAttributes.Create;
  22. try
  23. FillChar(ColorMatrix,Sizeof(TColorMatrix),0);
  24. ColorMatrix[3,3]:=1;
  25. ColorMatrix[4,4]:=1;
  26. //利用颜色矩阵将图像输出为黑色，以便边框颜色替换
  27. Attr.SetColorMatrix(ColorMatrix);
  28. layoutRect:=GpRect(x,y,Image.Width,Image.Height);
  29. Bg.DrawImage(Image,
  30. GpRect(BorderWidth+1,BorderWidth+1,layoutRect.Width,layoutRect.Height),
  31. 0,0,layoutRect.Width,layoutRect.Height,utPixel,Attr);
  32. DrawShadow(g,Bmp,layoutRect,BorderWidth,0,0,Color,BorderWidth-Expand);
  33. finally
  34. ifAttributes<>nilthen
  35. Attr.ClearColorMatrix
  36. else
  37. Attr.Free;
  38. Bg.Free;
  39. Bmp.Free;
  40. end;
  41. end;
  43. procedureImagePaint(g:TGpGraphics);
  44. var
  45. brush:TGpLinearGradientBrush;
  46. r:TGpRect;
  47. Image:TGpImage;
  48. Attributes:TGpImageAttributes;
  49. begin
  50. r:=GpRect(Form1.PaintBox1.ClientRect);
  51. brush:=TGpLinearGradientBrush.Create(r,kcBlue,kcAliceBlue,90);
  52. g.FillRectangle(Brush,r);
  53. Image:=TGpImage.Create('..\..\Media\Watermark.bmp');
  54. //画原图
  55. g.TranslateTransform(20,r.Height/3);
  56. g.DrawImage(Image,0,0,Image.Width,Image.Height);
  57. //设置图像透明色
  58. Attributes:=TGpImageAttributes.Create;
  59. Attributes.SetColorKey($ff00ff00,$ff00ff00);
  60. //画2个像素的描边图
  61. g.TranslateTransform(Image.Width+20,0);
  62. DrawImageBorder(g,Image,0,0,2,kcWhite,0,Attributes);
  63. g.DrawImage(Image,GpRect(0.0,0,Image.Width,Image.Height),
  64. 0.0,0.0,Image.Width,Image.Height,utPixel,Attributes);
  65. //画5个像素的描边图，其中扩散3像素
  66. g.TranslateTransform(Image.Width+20,0);
  67. DrawImageBorder(g,Image,0,0,5,kcWhite,3,Attributes);
  68. g.DrawImage(Image,GpRect(0.0,0,Image.Width,Image.Height),
  69. 0.0,0.0,Image.Width,Image.Height,utPixel,Attributes);
  70. Attributes.Free;
  71. Brush.Free;
  72. Image.Free;
  73. end;

图四

上面的效果图中，左边是原图，中间是2个像素的描边图，右边是5个像素的描边图，其中有3像素的模糊扩散。从图中可以看出，我以$ff00ff00为透明色处理图像四个角后，在中间和右边的描边图中，还是很明显的看到四个角有很淡的绿色，正是这个原因，在中间图的圆角描边有明显的锯齿。

最后作几点说明：

1、本文纯属业余学习和研究的心得，并非什么正宗的算法；

2、因为本文代码是学习时即兴写的，并非优化代码，而且是以过程形式出现的，有兴趣的朋友可以自己进行优化改进，写成类或者元件更好（由于算法和功能都不是很完善，所以我没写成类的形式）；

3、例子中的GDI+版本系本人自己改写的，与网上流通的版本不完全兼容，如需使用本版本，请参照《GDI+ for VCL基础 -- GDI+ 与 VCL 》一文的下载地址，并请留意后面的修改说明。

4、如有好的建议，请来信：maozefa@hotmail.com

更新(2008-8-5 12:50)：在MakeExpand过程中，是按图象逐点用位图画笔矩阵填充的，每个像素点都要进行矩阵大小的操作，最小的1像素扩展的矩阵大小为3 * 3，可见扩展速度是不大理想的。今天对代码作了一点修改，对每个象素点都进行了判断，如果是边界像素，则作画笔矩阵填充，否则直接跳过，这样一来，速度应该提高不少（没作测试，增加的代码用红色标出，有兴趣者可以测试）。
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    delphi GDI+ 库文件

    在Delphi中使用GDI+库，可以让你的应用程序拥有与C#或其他.NET框架中的GDI+相媲美的图形处理能力。 `GDIPAPI.pas`文件通常包含了GDI+的基本API函数声明，这些函数是GDI+的核心，允许开发者进行图形绘制、颜色处理、...

    GDI+程序设计(国外编写,中文翻译)

    GDI+（Graphics Device Interface Plus）是微软推出的一种图形设备接口的增强版本，它为Windows应用程序提供了丰富的图形绘制和图像处理功能。这本书“GDI+程序设计”由Eric White撰写，中文版由杨浩和张哲峰翻译，...

    GDI+说明文档

    GDI+是Microsoft为C/C++开发者提供的一个基于类的应用程序编程接口(API)，允许开发者在Windows平台上创建丰富的图形界面和格式化文本。GDI+主要面向Windows XP及后续版本的操作系统，并且也支持Win64平台。 #### ...

    GDI+ 开发SDK

    GDI+（Graphics Device Interface Plus）是Windows操作系统中用于图形绘制和图像处理的一个API，它扩展了传统的GDI（Graphics Device Interface），提供了更多的图形处理功能和更好的性能。GDI+适用于C++开发者，...

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