又有新瓶装旧酒——使用Delphi实现图片界面换肤色 [原创] (2004-8)

< 想法 >

    软件的“换肤”技术早已不是什么新鲜事了，但细心的朋友一定已经发现了，现在正悄悄地流行了一种新的改善视觉效果的方法——这里我斗胆定义为“换肤色”技术吧！用过Winamp 5、Windows MediaPlay 9、MSN Messenger 6、QQ2004这些新版本软件了吧，呵呵，全都采用了所谓换汤不换药的“换肤色”技术。挺有意思是吧，下面我们就“自己动手，丰衣足食”。

< 准备 >

    首先我用eXeScrope打开了WMP9和MSN6的相关可执行文件和动态链接库，没找到有关界面的资源，晚辈才疏学浅，猜想可能它们的界面是实时计算出来的吧。QQ2004和Winamp5就比较直观了，一个是直接用BMP文件的，另一个采用的是PNG格式。
    BMP文件没什么好说的，关于PNG格式我这里略说两句。PNG（Portable Network Graphics）是为了适应网络数据传输而设计的一种图像格式，用于取代格式较为简单、专利限制严格的GIF图像文件格式。PNG格式大致具有以下优点：高压缩率、支持Alpha通道（全透明、全不透明、可变透明）、提供Gamma（图像亮点）校正机制、提供二维交叉存取机制、支持真彩/灰度/颜色索引的图像。
    分析了一下Winamp5的图形界面布局，他许多漂亮的阴影、渐变效果可不是BMP通过指定颜色透明能做到的；另外考虑到一个程序使用图片皮肤的话文件都会比较多，BMP的话一般都至少有几百K的总大小；所以我觉得PNG图片更适合来做绚丽的界面皮肤。
    Delphi默认是不支持PNG格式的图片的，只能去下载第三方控件了。到DFW论坛里去搜了很多终于让我找到了PNGImage这么个好东东，带源代码、帮助文件，无需安装，支持PNG透明。呵呵，这样我们就可以开工了！

< 动手 >

    我先看了一下PNGImage的帮助文件，里面的《Example 3: Drawing png over other formats》是一个将一幅指定的PNG图片读入后覆盖到一幅JPG图片上的示例，我尝试了一下能很好的支持带透明的PNG文件。因为是要拿这些PNG文件来作程序界面的，所以我首先打算要把这个PNG图片画到窗体上去：

uses
  ..., pngimage;  // 加上这个

procedure TForm1.FormPaint(Sender: TObject);
var
  Png: TPngObject;
  Rect: TRect;
begin
  Png := TPngObject.Create;
  Png.LoadFromFile('1.png');

  Rect.Left := 0;
  Rect.Top := 0;
  Rect.Right := Rect.Left + Png.Width;
  Rect.Bottom := Rect.Top + Png.Height;

  Png.Draw(Canvas, Rect);

  Png.Free;
end;

以上代码实现了将1.png文件读入后画到窗体上去，这张图片是Winamp5的默认主界面，其中右下角有一块凹入的是透明部分，怎么样，效果出来了吧（如图1）。

    接下来我打算把PNG图片放到TImage控件里来做成模拟的按钮。这个比较简单，经过几下尝试，发现只要“Image1.Picture.Assign(Png);”这一句就可以了，同样很好的显示了渐变透明的效果。（注：不能使用“Image1.Picture.Bitmap.Assign(Png);”,虽然这句代码能画出图形，但对于透明是无可奈何的，全部变成黑色；另外不可使用“Image1.Assign(Png);”或“Image1.Picture.Bitmap.Canvas.Assign(Png);”，否则产生运行时类型转换错误，因为TPngObject根本不能转换为TImage或者TBitmapCanvas类型。）另外对于TImage控件中已经有图片的情况，想要将PNG图片盖上去，可以使用TPngObject对象的Draw方法：

  Rect.Left := 0;
  Rect.Top := 0;
  Rect.Right := Rect.Left + Png.Width;
  Rect.Bottom := Rect.Top + Png.Height;

  Png.Draw(Image1.Canvas, Rect);
  Image1.Refresh;

注意：此处不能使用TImage的方法，不然原图就没了；而且还需要调用TImage.Refresh后才能显示更改后的图片（如图2，左边是显示单PNG图片，右边是将PNG图片盖到已有的位图上去）。

    说了这么多，现在该考虑我们的重点内容“换肤色”了。我考虑的基本原理是：先将所有界面相关的图片都做成灰阶PNG图片，可以做出颜色渐变、立体等各种效果；然后用指定的色彩“蒙”到灰阶图片上去。想起来简单，可实际动起手来发现还是碰到了好多问题。因为对RGB颜色和位图只了解一点，一开始便胡乱猜想是不是拿灰阶图片中的某一点像素的RGB值去和指定颜色的RGB值做逻辑与运算（呵呵，让人笑话了），编了点代码试了试，对于几种颜色（黑、白、红、绿、蓝、黄、桃红）的确能“蒙”出正确颜色来（通过和做图软件中得出的效果进行比较），可其他的比如渐变色、非常规色等，就拿刚才前面用到的Winamp5主界面的图片，转出来后变成了大花脸。。。唉，别偷懒，还是好好分析一下吧。

< 动脑 >

    以“浅色-深色”渐变图片为例，假设我们要将所有含“深色”色的像素转成指定色彩，也就是要转成类似白-红、浅黄-深黄渐变的效果。我们知道TColor其实是用一定范围的十六进制数值来表示的，从低位到高位每个字节分别保存红、绿、蓝的值。对于灰阶色来说，每一种“灰色”其R、G、B的三值是相等的，从黑（RGB(0,0,0)）到白（RGB(255,255,255)）。经过一段时间的琢磨，我发现对某一像素点的色彩转换大致的思路应该是：

该点目标色离白色的“距离”（之间的值差，姑且这样称呼吧）/指定彩色离白色的“距离” = 该点灰色离白色的“距离”/最深色离白色的“距离”

这里的“距离”其实分别是该种颜色的R、G、B三值和255的差的绝对值。有点昏了是吧？呵呵，其实应该是比较好理解的，直观一点的原始公式（分别计算R、G、B三值）是：

(255 - 目标色R值) / (255 - 指定色R值) = (255 - 灰色R值) / (255 - 最深色R值)

移项后可得解：

目标色R值 = 255 - (255 - 灰色R值) * (255 - 指定色R值) / (255 - 最深色R值)

同理可得目标色的G、B值。现在你可以拿一个指定色（一种浅红）（RGB(153,0,0)）和一种灰（RGB(204,204,204)）算一下，分别四舍五入后得出的结果RGB(235,204,204)，拿到做图软件里去对比一下吧，和做图软件里产生的彩色渐变出来的效果基本看不出区别了！
    既然算法已经找到了，转成代码就再轻松不过了：

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
var
  i, j: Integer;
  R, G, B, RGBTemp: Cardinal;
  t1, t2: Cardinal;
  Png: TPngObject;
  Rect: TRect;
begin
  Png := TPngObject.Create;
  Png.LoadFromFile('2.png');

  t1 := GetTickCount;

  for i := 0 to Png.Width - 1 do
  begin
    for j := 0 to Png.Height - 1 do
    begin
      RGBTemp := Png.Pixels[i, j];
      R := GetRValue(RGBTemp);
      G := GetGValue(RGBTemp);
      B := GetBValue(RGBTemp);
      { 计算公式：目标色R/G/B值 = 255 - (255 - 灰色R/G/B值) * (255 - 指定色R/G/B值) / (255 - 最深色R/G/B值) }
      Png.Pixels[i, j] := RGB(255 - (255 - R) * (255 - 153) div 255, // 按公式计算当前像素的 R 的值
                              255 - (255 - G) * (255 - 0) div 255,   // 计算 G 值
                              255 - (255 - B) * (255 - 0) div 255);  // 计算 B 值
    end;
  end;

  Rect.Left := 448;
  Rect.Top := 152;
  Rect.Right := Rect.Left + Png.Width;
  Rect.Bottom := Rect.Top + Png.Height;

  Png.Draw(Canvas, Rect);

  t2 := GetTickCount - t1;
  ShowMessage(IntToStr(t2));

  Png.Free;
end;

颜色转换后的效果如图3。

目标看似达到了，不过看看这粗糙的算法吧，二重循环遍历每个象素一定是很慢的，测试了一下转换这张200*200（象素）的图片在P4 2.4的CPU下耗时平均94ms（上面我用了一个RGBTemp临时变量来保存当前像素的RGB值，要不然在计算R、G、B时分别去直接读PNG.Pixels[i,j]的话时间基本要再翻倍）。天！这个耗时很可观哪！后来我把代码改成把图片的ScanLine属性复制到一个指针数组，大大提高了运算速度：

{ 定义指针数组类型 }
const
  MaxPixelCount = 65536;

type
  PRGBArray = ^TRGBArray;
  TRGBArray = array [0..MaxPixelCount - 1] of TRGBTriple;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
var
  i, j: Integer;
  Row: PRGBArray;
  Png: TPngObject;
  Rect: TRect;
begin
  Png := TPngObject.Create;
  Png.LoadFromFile('2.png');

  for i := 0 to Png.Height - 1 do
  begin
    Row := Png.Scanline[i];  // 复制ScanLine属性到Row指针数组
    for j := 0 to Png.Width - 1 do
    begin
      Row[j].rgbtRed := 255 - (255 - Row[j].rgbtRed) * (255 - 153) div 255;
      Row[j].rgbtGreen := 255 - (255 - Row[j].rgbtGreen) * (255 - 0) div 255;
      Row[j].rgbtBlue := 255 - (255 - Row[j].rgbtBlue) * (255 - 0) div 255;
    end;
  end;
{ ... }
{ 后面的画图片代码相同 }

经过这个算法优化，运行时间缩短到几乎为0ms了（偶尔出现16ms）！

< 收工 >

    总算写完了^^。以上算法是我自己琢磨出来的，网上也没找到什么相关资料，哪位朋友如果有更好的方法，请多多指点，也希望能和我联系（[email protected]）。希望这篇文章能给各位朋友起到抛砖引玉的作用！
    以上代码在WinXP + Delphi7下调试通过。

PNGImage控件：http://free.efile.com.cn/islet8/blog_csdn/%D3%D6%D3%D0%D0%C2%C6%BF%D7%B0%BE%C9%BE%C6/pngimage143.zip

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