Gnome Canvas的学习笔记（1）

最近要在Linux手持设备上优化一个图形的程序，被迫去学习Gnome Canvas。


1、有了GTK，为什么还要GnomeCanvas?

GnomeCanvas 是一个强大的、高级API的、高图形渲染性能的图形渲染引擎，提供丰富的图像功能。GnomeCanvas使用两种可选图形渲染后端（rendering back-ends）。第一种是XLIB，实现快速图像显示，另一种基于Libart类库，优秀成熟、反抖动，并支持alpha-compositing。GnomeCanvas由于血缘关系，能够和GTK程序几乎是无缝的融合。由于我们的程序需要使用图像的运动过程中的缩放功能，为了更快的显示速度，我决定考虑一下使用GnomeCanvas进行优化，并测试。


2、有GnomeCanvas类似的类库？

有，gEvas，http://www.linuxjournal.com/article/8213中说“Evas library provides a canvas for quickly rendering raster graphics with alpha blending support.” “gEvas is a wrapper and glue library built to allow Evas to be used from GTK+2.x applications easily.” 并有gEvas和gnomecanvas的一些对比测试。 我想等我搞清楚了GnomeCanvas，有余力再看看gEvas，也对比测试一把，学无止境呀，青春苦短，时间太瘦，指缝太宽。



3、基础概念

当初没有系统学习，拿着个例子就勇往直前，以为能够轻松搞定。只是我在图像处理的开发经验不够，看着一堆的affine、alpha、world coordinates、 canvas coordinates、item coordinates终于晕了。诗人里尔克说：谁此时孤独，就永远孤独。我想到的是：谁此时不懂，就永远不懂.......


3.1 图像的alpha通道

Alpha其实是一个决定混合透明度的数值，抄一段网上的说明：假设一幅图象是A，另一幅透明的图象是B，那么透过B去看A，看上去的图象C就是B和A的混合图象。

Gnome/GTK程序一般使用GdkPixbuf把图像数据保存在内存，当图像格式在GdkPixbuf表示成RGBA／RGB两种格式的时候，A值就是透明度。GdkPixbuf中数据不一定含有alpha，例如：如果GdkPixbuf数据从jpg文件读入，是不含alpha通道的，但是从png文件读入，则包含alpha值。使用下面的代码行判断GdkPixbuf是否包含alpha通道。

  g_assert (gdk_pixbuf_get_colorspace (pixbuf) == GDK_COLORSPACE_RGB);
  g_assert (gdk_pixbuf_get_bits_per_sample (pixbuf) == 8);
  g_assert (gdk_pixbuf_get_has_alpha (pixbuf));
  g_assert (gdk_pixbuf_get_n_channels (pixbuf) == 4);

直接操作GdkPixbuf的指针可以修改图像上任何一点的alpha值
例如：
  guchar *pixels；
  pixels = gdk_pixbuf_get_pixels (pixbuf);
  for (xindex=0;xindex<width;xindex++){
    for(yindex=0;yindex<height;yindex++){
        p = pixels + yindex * rowstride + xindex * n_channels;
        p[3] =0x2F ;           
    }
  }
alpha的取值范围：(0-255, 0=completely transparent, 255=opaque)

 

3.2GnomeCanvas、GnomeCanvasItem、与GTK的控件的关系 。

首先，GnomeCanvas类库也是GObject的血统，与GTK可以说是同源。

GnomeCanvas是一个“画布”对象（GObject的对象，与CPP对象不同），同时，GnomeCanvas 是一种GtkWidget *，可以放到GTK的容器中。画布上面的绘画对象是GnomeCanvasItem，例如GnomeCanvasPixbuf 是图像的对象，GnomeCanvasText 则是文本对象，

GnomeCanvasPolygon是多边形的对象。GnomeCanvasItem只包含操作对象的方法，各种GnomeCanvasItem子类基本上只定义额外负担了的属性。例如GnomeCanvasPixbuf，并未定义额外的操作方法，只定义了下面这些属性：

  "anchor"                   GtkAnchorType         : Read / Write
  "height"                   gdouble               : Read / Write
  "height-in-pixels"         gboolean              : Read / Write
  "height-set"               gboolean              : Read / Write
  "pixbuf"                   GdkPixbuf*            : Read / Write
  "width"                    gdouble               : Read / Write
  "width-in-pixels"          gboolean              : Read / Write
  "width-set"                gboolean              : Read / Write
  "x"                        gdouble               : Read / Write
  "x-in-pixels"              gboolean              : Read / Write
  "y"                        gdouble               : Read / Write
  "y-in-pixels"              gboolean              : Read / Write

有趣的是GnomeCanvas定义了命名为GnomeCanvasWidget的GnomeCanvasItem，用以在画布上嵌入GTK的对象。当然，还有一种用途，就是画布对象中嵌入“子画布”。

 

 

3.3 坐标变换

world coordinates相当于Window OS下图形编程的世界坐标，是一种无限的、抽象的、逻辑的坐标。世界坐标使用双精度浮点数表示。画屏的时候使用画布像素坐标，该坐标叫做canvas coordinates，使用整数来指定像素位置。画布上每一个元素都有自身的系统坐标，该坐标叫做item coordinates。item coordinates是一种相对的world coordinates，相对于与本元素左上脚的点的坐标值，左上脚的点为（0.0,0.0）。

 

 

下面描述的方法来自GnomeCanvas的定义。gnome_canvas_w2c()完成从world coordinates到canvas coordinates的转换，gnome_canvas_c2w()则完成反向转换。gnome_canvas_w2c_affine（GnomeCanvas *canvas,double affine[6]）获取从world coordinates到canvas coordinates的转换的仿射变换矩阵。gnome_canvas_w2c_d()和gnome_canvas_w2c()类似，但是以dbouble的类型返回canvas coordinates（避免返回整形时导致的精度丢失）。gnome_canvas_set_pixels_per_unit()能够设置画布的缩放比例（每个世界坐标单元的画布像素个数），当设置成1.0的时候两者是一一对应的，例如[5, 6] 像素单元 在世界坐标中则是 [5.0, 6.0]。

3.4仿射变换
仿射平面（或空间）到自身的一类变换，最重要的性质是保持点的共线性（或共面性）以及保持直线的平行性。通常在图像处理中的旋转、缩放、切变、反射以及正投影。