Category Archives: 图形编程

BasicBitmap:比 SDL/DirectDraw/GDI 更快的位图库

开源一个高性能位图库,之前对我的二维图形库 pixellib 的部分代码进行了精简和重写,最终形成一个只包含两个文件(BasicBitmap.h, BasicBitmap.cpp)的图形基础库。 在今天 GPU 绘制横行天下的时候,任然有很多时候需要使用到纯 CPU实现的图形库,比如图像处理,视频预处理与合成,界面,以及GPU无法使用的情况(比如某个应用把gpu占满了,或者无法通过gpu做一些十分灵活的事情时),纹理处理,简单图片加载保存等。 支持 SSE2/AVX 优化,比 DirectDraw 快 40%(全系统内存绘制),比 SDL 快 10%,比GDI快 38%。如果你需要一个方便的高性能位图库,足够高性能的同时保证足够紧凑。 如果你有上述需求,那么你和我一样需要用到 BasicBitmap,只需要把 BasicBitmap.h/.cpp 两个文件拷贝到你的代码中即可。我正是为了这个目的编写了这两个文件。 项目地址 https://github.com/skywind3000/BasicBitmap 特性介绍 高度优化的 C++ 代码,可以在任意平台编译并运行 多重像素格式,从8位到32位:A8R8G8B8, R8G8B8, A4R4G4B4, R5G6B5, A8, 等. Blit (Bit Blt) ,包含透明和非透明的模式。 像素格式快速转换 使用不同的 … Continue reading

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如何写一个视频编码器演示篇

先前写过《视频编码原理简介》,有朋友问光代码和文字不太真切,能否补充几张图片,今天我们演示一下: 这是第一帧画面:P1(我们的参考帧) 这是第二帧画面:P2(需要编码的帧) 从视频中截取的两张间隔 1-2 秒的画面,和实际情况类似,下面我们参考 P1 进行几次运动搜索: 搜索演示1:搜索 P2 中车辆的车牌在 P1 中最接近的位置(上图 P1,下图 P2) 这是一个演示程序,鼠标选中 P2 上任意 16×16 的 Block,即可搜索出 P1 上的 BestMatch 宏块。虽然车辆在运动,从远到近,但是依然找到了最接近的宏块坐标。 (点击 more 阅读剩下内容)

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视频编码原理简介

要彻底理解视频编码原理,看书都是虚的,需要实际动手,实现一个简单的视频编码器: 知识准备:基本图像处理知识,信号的时域和频域问题,熟练掌握傅立叶正反变换,一维、二维傅立叶变换,以及其变种,dct 变换,快速 dct 变换。 来自知乎问题:http://www.zhihu.com/question/22567173/answer/73610451 第一步:实现有损图像压缩和解压 参考 JPEG原理,将 RGB->YUV,然后 Y/U/V 看成三张不同的图片,将其中一张图片分为 8×8 的 block 进行 dct 变换(可以直接进行二维 dct 变换,或者按一定顺序将 8×8 的二维数组整理成一个 64 字节的一维数组),还是得到一个 8×8 的整数频率数据。于是表示图像大轮廓的低频信号(人眼敏感的信号)集中在 8×8 的左上角;表示图像细节的高频信号集中在右下角。 接着将其量化,所谓量化,就是信号采样的步长,8×8 的整数频率数据块,每个数据都要除以对应位置的步长,左上角相对重要的低频信号步长是 1,也就是说 0-255,是多少就是多少。而右下角是不太重要的高频信号,比如步长取 10,那么这些位置的数据都要 /10,实际解码的时候再将他们 x10 恢复出来,这样经过编码的时候 /10 和解码的时候 x10,那么步长为 10 … Continue reading

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多平台下录屏方式

随便记录下,想得起来的多少写多少: Windows: GDI 全屏:fullscreen desktop BitBlt 速度是 20ms / 帧 GDI 窗口:Win7+可以录制游戏和非游戏,XP以前只能录制普通界面,截不到游戏窗口 DirectDraw 全屏:full screen primary surface 异步到 offscreen-surface XP下闪电速度 1ms / 帧 D3D9: render target -> offscreen surface XP下 16ms Win7 下 10ms D3D Hook: Hook Device::Present -> 保存 … Continue reading

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如何写一个软件渲染器?

实现个简单的固定渲染管线软渲染器不算复杂,差不多700行代码就可以搞定了。之所以很多人用 D3D用的很熟,写软渲染却坑坑洼洼,主要是现在大部分讲图形的书,讲到透视投影时就是分析一下透视变换矩阵如何生成,顶点如何计算就跳到其他讲模型或者光照的部分了。 因为今天基本上是直接用 D3D 或者 OGL,真正光栅化的部分不了解也不影响使用,所以大部分教材都直接跳过了一大段,摄像机坐标系如何转换?三角形如何生成?CVV边缘如何检测?四维坐标如何裁剪?边缘及步长如何计算?扫描线该如何绘制?透视纹理映射具体代码该怎么写?framebuffer zbuffer 到底该怎么用?z-test 到底是该 test z 还是 w 还是 1/z 还是 1/w ?这些都没讲。 早年培训学生时候,我花两天时间写的一个 DEMO,今天拿出来重新调整注释一下,性能和功能当然比不过高大上的软件渲染器。但一般来讲,工程类项目代码不容易阅读,太多边界情况和太多细节优化容易让初学者迷失,这个 mini3d 的项目不做任何优化,主要目的就是为了突出主干: 源代码:skywind3000/mini3d · GitHub 可执行:https://github.com/skywind3000/mini3d/releases 操作方式:左右键旋转,前后键前进后退,空格键切换模式,ESC 退出。

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游戏中角色变色如何实现?

来自知乎问题:http://www.zhihu.com/question/31133351  游戏中的惯用做法叫:调色盘色彩旋转 1. 调色盘里能变色的颜色总是固定几个位置 2. 让需要变色的位置的 RGB转换成 HSV,然后旋转 H分量旋转一定角度 3. 重新将 HSV转换为 RGB保存回调色盘 在 HSV 色彩空间中,旋转 H 分量 主要是旋转 H分量,S/V分量也可以微调,但是变色是以旋转 H为主。题主两张图片的八神,除了调色盘前面几个皮肤颜色不参与变色外,后面的衣服整体都参与了色彩旋转:

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还原被摄像机透视的纹理

有人问如何还原被透视纹理?给你一张照片,还原照片上四个点所组成的平面的纹理该怎么做?我们可以从数学上推导一下,为了和三维图形的透视纹理映射对照,我们称照片上四个点在照片上的位置为“屏幕坐标”,那么可以发现: 空间中,三维坐标(x,y,z)和纹理坐标(u, v)承线性关系。根据该问题描述,可以理解为已知四个点的屏幕投影坐标(xi,yi),和对应纹理坐标(u,v),求整个纹理坐标系到屏幕坐标系的反向映射过程,即根据(u,v)求解(xi,yi)。 1. 按照纹理隐射的原理,同平面纹理坐标与空间坐标存在线性关系,设 a1-a12为常数,有: a1 * x + a2 * y + a3 * z + a4 = u … 线性关系 a5 * x + a6 * y + a7 * z + a8 = v … 线性关系 … Continue reading

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计算机图形算法中的光滑边缘算法经历了那些变迁?

主要有四种方法: 1. wupixel:wu xiaolin提出的最早的绘制直线和圆的平滑方法,优点是简单快速,缺点是只有一个方向的像素偏移被考虑了,效果普通,而且只能绘制1个像素宽度的直线,超过一个像素后,两个端点就会非常不自然。 2. supersampling:解析度扩大数倍绘制,四个或者多个像素合并平滑成一个像素,优点是效果好,缺点是计算量大,多用于显卡加速,cpu基本没发做,显卡负担也大: 当然小范围的ss可以用来改进界面字体效果,如windows字体长宽扩大两倍绘制后再平滑down sample成小尺寸,四个像素点均匀合并成一个像素点,会好看很多。 3. 覆盖面积计算:通过计算多边形覆盖了矩形点阵面积的百分比来计算 Alpha,多用于软件渲染,字体绘制,如高质量图形库如AGG,采用直接子像素的绘制方式来避免supersampling的性能浪费,并达到更好效果。缺点是过于复杂不如supersampling 那样简单直接,不容易的用gpu实现。 比如我五年前做的一个玩具图形库:skywind3000/pixellib · GitHub 就是用覆盖面积计算方式来平滑边缘。 4. clear type:采用子像素并考虑lcd的rgb分布,利用lcd上rgb的排列规则模拟更高的解析度,缺点是过分依赖lcd排列,以及主要是x方向的抗锯齿: 编辑于 2015-04-26

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