AGG第二十五课 pixel format renderers像素格式渲染器

1 声明

看看这个声明：

agg::pixfmt_rgb24 pixf(rbuf);

这里我们创建了一个底层的像素渲染对象（pixel renderingobject）并将它附着到渲染内存区（renderingbuffer）上，它是这样定义的：

typedef pixel_formats_rgb24<order_rgb24>pixfmt_rgb24;

类模板 pixel_formats_rgb24 掌握了内存中具体的像素格式信息。唯一的模板参数可以是 order_rgb24 或是 order_rgb23，它们定义了颜色字节(color channels)的顺序。

与 rendering buffer 不同的是，这些类使用整型的像素坐标进行操作，因为它们知道怎么计算对于特定点 X 的偏移。你可能会说，如果在 rendering buffer 中保存像素的宽度值的话会更容易，但是在实践中会有很多限制。别忘了，像素宽度可能比一个字节还小，比如在打印机渲染高解析度的 B&W 图像的时候就是这样。因此，我们需要将这个功能分离出来，rendering_buffer 这个类就用于加速对“行”的访问，而 pixelformat renderers 就负责如何解析“行”是什么。

pixel_formats_rgb24(rendering_buffer&rb);

像素格式渲染器（pixecl formatrenderers）的构造函数需要一已经创建并良好初始化的rendering_buffer对象的引用。这个构建工作的开销很小，基本上只是初始化一个指针。

Member Functions

像素格式渲染器（pixecl formatrenderers）必须要实现以下这些接口：

unsigned width()  const { return m_rbuf->width();  }

unsigned height() const { returnm_rbuf->height(); }

返回内存区的宽和高（以像素数来衡量）

color_type pixel(int x, int y);

返回(x,y)坐标处的像素的颜色

void copy_pixel(int x, int y, constcolor_type& c);

将带颜色的像素拷入缓存区中。如果是本身 RGB 像素格式，那么它就不考虑 rgba8 拷贝源中的存在的 alpha 通道。如果本身是 RGBA，那么它就简单地把所有值都拷贝过来，包括 R、G、B，以及 alpha 通道值。

void blend_pixel(int x, int y, constcolor_type& c, int8ucover);

这个函数将带颜色信息的像素 c 与缓存区(x,y)处的像素进行混合(blending)。现在我们来解释一下“混合”的概念。混合(blending）是抗锯齿(anti-aliasing)的关键特性。在 RGBA 的颜色空间中，我们使用 rgba8 结构体来代表颜色。这个结构体有一个数据成员int8u a ，它就是 alpha 通道。不过，在这个函数里，我们还看到一个参数 cover ，表示像素的覆盖值大小，比如，这个像素被多边形所“覆盖”的部分的大小（译注：这涉及到亚像素精度，因为一个像素可以分为 256*256 份，所以这个像素并不一定全部被“覆盖”，详细可参考AGG 对于亚像素的说明）。其实你可以把它看成是另一个 alpha（或者应该叫它Beta？:)）。这么做有两个原因，首先，颜色类型（color type）不一定非要包含 alpha 值）。就算颜色类型带有 alpha 值，它的类型也不一定非要与抗锯齿算法中使用的颜色类型一致。假设你现在使用的是 "Hi-End" RGBA 颜色空间，这种颜色空间使用4个取值范围是[0,1]浮点型来表示，alpha通道值也使用浮点数————对于这种情况来说，混合时使用一个byte实在太少了，但在去锯齿时却非常够用。所以，cover 值就是为去锯齿而使用的一个统一的备用 alpha 值。在大部分情况来说，用 cover_type 来定义它，但在光栅化处理器（rasterizers）中是直接显示地使用 int8u 类型的。这是故意这么定义的，因为如果需要加强 cover_type 的能力时，会使得所有已经存在的像素格式光栅化处理器（pixel formatrasterizres）变得与cover_type 不兼容。它们确实是不兼容的，在进行颜色混合时，如果中间值使用 32-bit 值来暂存的话，那么最大只能使用 8-bit 的覆盖值(coverage value）和 8-bit 的 alpha 值(alpha） 。如果使用 16-bit 的值的话，就要用64-bit 的中间值暂存，这对于 32-bit 的平台来说会有非常昂贵的开销。

void copy_hline(int x, int y, unsigned len,const color_type&c);

void copy_vline(int x, int y, unsigned len,const color_type&c);

使用某种颜色描画一条水平或是垂直的线。

void blend_hline(int x, int y, unsignedlen, const color_type&c, int8u cover);

void blend_vline(int x, int y, unsignedlen, const color_type&c, int8u cover);

采用混合颜色的模式描画一带某种颜色的水平（或垂直线）线。之所以要分开 copy 和 blend 两个版本，是因为考虑到效率问题。虽然可以使用一个if/else （其实在 blend 版的描画函数中就有）来区分，但对于某些场合，比如要描画很多小型标识（markers）时，这会很影响效率，这种场景在不同的散点图描画程序（scatter plotapplicatioin）中常常遇到。

void blend_solid_hspan(int x, int y,unsigned len,

                      const color_type& c,const int8u* covers);

void blend_solid_vspan(int x, int y,unsigned len,

                      const color_type& c,const int8u* covers);

混合描画一条水平或是垂直的 solid-color 的 span， Span与 hline 和 vline 几乎是一样的，但它拥有一个存有 coveragevalue 的数组。这两个函数在渲染实心的去锯齿多边形时会用到。

void blend_color_hspan(int x, int y,unsigned len,

                      const color_type*colors, const int8u* covers);

void blend_color_vspan(int x, int y, unsignedlen,

                      const color_type*colors, const int8u* covers);

混合描画水平或是垂直的颜色 span ，这两个函数用于不同的 span 产生器中，比如说 gradient，p_w_picpath，patterns，Gouraud interpolation 等等。函数接受一个颜色数组参数，这个颜色数组必须与所使用的像素格式兼容。比如说，所有 AGG 中已经有的 RGB 像素格式都与 rgb8类型是兼容的。 covers 参数是一个 coverage value 的数组，这与 blend_solid_hspan 中的是一样的。这是参数可选，可以设置为 0 。

下面这个例子是描画阳光的光谱。rgba 类包含有 4 个浮点数的颜色部分（包括alpha），这个类有一个静态函数 from_wavelength ，以及相应的构造函数。rgba8 可以用 rgba 来构造（在 AGG 中这是一个常见的策略，也就是任何的颜色类型都可以用 rgba 来构造）。

2 学习的要点

该类是从像素的角度，来填充渲染缓存，通过指定rgb8结构体，来填充渲染缓存的像素值。

这里多说一点：rgb8是颜色值是8位的，范围是（0,255），rgb是颜色值为浮点型（0,1）.

3开销

分析代码：

   agg::rendering_buffer &rbuf = rbuf_window();

   agg::pixfmt_bgr24 pixf(rbuf);

   typedef agg::renderer_base<agg::pixfmt_bgr24> renderer_base_type;

   renderer_base_type renb(pixf);

agg::renderer_primitives<renderer_base_type>primitive(renb);

像素格式渲染器和基础渲染器对象的构建开销是很小的，仅仅是获取渲染缓存的指针，对渲染缓存进行渲染的操作，没有任何的内存分配。比如生成像素格式渲染器pixfmt_bgr24,仅仅是将渲染缓存的指针赋值给pixfmt_bgr24的成员变量m_buf.

4 pixfmt_rgb24 PK pixfmt_bgr24

windows平台下，申请的渲染缓存的颜色分量是排列如下：BGR，而不是平常的RGB。所以采用了pixfmt_bgr24,而不是pixfmt_rgb24, 对于OpenGL设置像素的时候，也是一样的道理。

5 查看渲染缓存的颜色序列

   agg::rendering_buffer &rbuf =rbuf_window();

   agg::pixfmt_bgr24 pixf(rbuf);

agg::pixfmt_rgb24pixf1(rbuf);

 for (int i = 20;i<250;i++)

 {//渲染出红色

     pixf.copy_hline(20,i,300,agg::rgba8(255,0,0));

 }

 for (int i = 20;i<250;i++)

 {//渲染出蓝色

   pixf1.copy_hline(420,i,300,agg::rgba8(255,0,0));

 }

 提供如下的一种方式直接操作渲染缓存，查看是否是颜色序列不一样导致的？？

 agg::rendering_buffer &rbuf =rbuf_window();

   renb.clear(agg::rgba8(255,255,255));

    for (int i =0;i < rbuf.height();i++)

    {

      unsigned char* p = rbuf.row_ptr(i);

      for (int j=0;j<rbuf.width();j++)

      {

        *p++ = 255;//显示结果为蓝色

        *p++ = 0;

        *p++ = 0;

      }

    }

    for (int i =0;i < rbuf.height();i++)

    {

      unsigned char* p = rbuf.row_ptr(i);

      for (int j=0;j<rbuf.width();j++)

      {

        *p++ = 0;

        *p++ = 0;

        *p++ = 255;

      }

    }