GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 可调节的文字阴影特效

利用GDI+输出文字阴影效果有多种方法，最简单的就是第一次输出有偏移的灰色文字，第二次输出正常文字。下面是仿C#文字输出例子里的代码片断，输出了这种带阴影的文字：

serifFontFamily:=TGpFontFamily.GenericSerif;
//Loadthefontswewanttouse
titleFont:=TGpFont.Create(serifFontFamily,60);
//Loadtheimagetobeusedforthetexturedtextfromtheexe'sresourcefork
textImage:=TGpBitmap.Create('....mediamarble.jpg');
textTextureBrush:=TGpTextureBrush.Create(textImage);
//Setupshadowbrush-makeittranslucent
titleShadowBrush:=TGpSolidBrush.Create(ARGB(70,kcBlack));

//Drawatexturedstring
s:='GraphicsSamples';
g.DrawString(s,titleFont,titleShadowBrush,15,25);
g.DrawString(s,titleFont,textTextureBrush,10,20);

效果图如下（作了适当缩小）：

显然，这种文字阴影效果不太令人满意，没有那种半阴影的效果。

网上介绍了一种“借助GDI+的反走样能力生成透明的阴影与半阴影”的文字阴影方法，其原理是将要输出的文字输出按一定比例缩小，以某种半灰调输出到一个按同样比例缩小的内存位图中，然后设置画布插值模式为高质量双三次插值法，再将位图放大到实际画布大小输出，因为双三次插值放大使文本的边缘产生Alpha模糊，这样就出现阴影与半影效果，下面是这种方法的Delphi代码：

procedurePaintText(g:TGpGraphics);
var
brush:TGpLinearGradientBrush;
font:TGpFont;
fontFamily:TGpFontFamily;
r:TGpRect;
bmp:TGpBitmap;
bg:TGpGraphics;
m:TGpMatrix;
begin
fontFamily:=TGpFontFamily.Create('TimesNewRoman');
font:=TGpFont.Create(fontFamily,50,[fsBold],utPixel);
r:=GpRect(Form1.PaintBox1.ClientRect);
brush:=TGpLinearGradientBrush.Create(r,kcBlue,kcAliceBlue,90);
//填充渐变背景
g.FillRectangle(brush,r);
//建立内存位图，其大小是画布的1/4
bmp:=TGpBitmap.Create(r.Widthshr2,r.Heightshr2,g);
bg:=TGpGraphics.Create(bmp);
bg.TextRenderingHint:=thAntiAlias;
//按1/4缩放输出阴影文字，并平移(3,3)
m:=TGpMatrix.Create(0.25,0,0,0.25,3,3);
bg.SetTransform(m);
bg.DrawString('文字阴影特效',font,Brushs[ARGB(128,0,0,0)],10,r.Height/3);
//设置插值模式为高质量双三次插值法
g.InterpolationMode:=imHighQualityBicubic;
g.TextRenderingHint:=thAntiAlias;
//放大输出阴影位图到画布
g.DrawImage(bmp,r,0,0,bmp.Width,bmp.Height,utPixel);
//输出正常文字
g.DrawString('文字阴影特效',font,Brushs.White,10,r.Height/3);
m.Free;
bg.Free;
bmp.Free;
brush.Free;
font.Free;
fontFamily.Free;
end;

代码中已经作了注释，就不再详细讲解，下面是运行效果截图，图的上部分是带阴影的文字输出截图，下部分是单独的阴影输出截图：

从效果图，特别是从上半部分截图看，文字的阴影效果要比前面简单的文字阴影效果好，其阴影边缘有一定的半影效果；但是从下半部分单独的文字阴影输出图看，还是觉得不尽人意。首先是边缘模糊效果不太明显，其次是阴影半影部分，也就是边缘模糊部分有太强的放大痕迹，再次就是此方法无多大调节余地，想得到更明显的半影效果的办法就是进一步缩小阴影文字比例，但由此带来的锯齿状显然更突出。看来，想要得到好的文字阴影效果，如PhotoShop式样中的投影效果，得另辟途径。

经过研究，PhotoShop式样中的投影效果其实就是一种高斯模糊效果。一般的图像高斯模糊是对图像各像素的RGB用高斯卷积矩阵进行卷积处理（关于高斯模糊请看我的文章《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 图像卷积操作及高斯模糊》），而要处理文字阴影效果只需要建立一个透明的32位ARGB格式内存位图，将文字用一定的阴影色调输出到位图，然后用高斯模糊矩阵对位图的Alpha字节进行卷积处理，就可达到很好的效果。下面是函数代码：

//卷积处理阴影效果。Data:GDI+位图数据，要求32位ARGB格式; Source: 复制的源
//ConvolMatrix:卷积矩阵;MatrixSize：矩阵大小,Nuclear:卷积核（必须大于0）
procedure MakeShadow(Data: TBitmapData; Source: Pointer;
ConvolMatrix: array of Integer; MatrixSize, Nuclear: LongWord);

var
Radius,mSize,rSize:LongWord;
x,y:LongWord;
Width,Height:Integer;
Matrix:Pointer;
asm
pushesi
pushedi
pushebx

movesi,edx //esi=Source+3(Alphabyte)
addesi,3
movedi,[eax+16]//edi=Data.Scan0
movMatrix,ecx//Matrix=ConvolMatrix
movecx,MatrixSize
movedx,ecx
dececx
movebx,[eax]
subebx,ecx
movWidth,ebx//Width=Data.Width-(MatrixSize-1)
movebx,[eax+4]
subebx,ecx
movHeight,ebx//Height=Data.Height-(MatrixSize-1)
shrecx,1
movRadius,ecx//Radius=MatrixSize/2
moveax,[eax+8]
movmSize,eax
shledx,2
submSize,edx//mSize=Data.Stride-MatrixSize*4
addeax,4
imuleax,ecx
addedi,eax//edi=edi+(Data.Stride*Radius+Radius*4)
addedi,3//edi+=3(Alphabyte)
shlecx,3
movrSize,ecx//rSize=Radius*2*4
movebx,Nuclear//ebx=Nuclear

movy,0//for(y=0;y<Height;y++)
@yLoop://{
movx,0//for(x=0;x<Width;x++)
@xLoop://{
pushesi//Save(esi)
pushedi//Save(edi)
movedi,Matrix//edi=Matrix

xoreax,eax//eax=0
//用卷积矩阵处理Alpha字节
movecx,MatrixSize//for(I=0;I<MatrixSize;I++)
@Loop3://{
pushecx
movecx,MatrixSize//for(J=0;J<=MatrixSize;J++)
@Loop4://{
movzxedx,[esi]//edx=*esi(Alphabyte)
imuledx,[edi]
addeax,edx//eax+=edx**edi
addesi,4//esi+=4
addedi,4//edi++
loop@Loop4//}
addesi,mSize//esi+=mSize
popecx
loop@Loop3//}
cdq
idivebx//eax/=ebx
popedi//Result(edi)
mov[edi],al//*edi=al
addedi,4//edi+=4
popesi//Reset(esi)esi+=4
addesi,4

incx
moveax,x
cmpeax,Width
jl@xLoop//}
addesi,rSize
addedi,rSize
incy
moveax,y
cmpeax,Height
jl@yLoop//}

popebx
popedi
popesi
end;

procedureGdipShadow(Bmp:TGpBitmap;Radius:LongWord);
var
Data:TBitmapData;
Gauss:arrayofInteger;
Q:Double;
x,y,n,z:Integer;
p:PInteger;
Buf:Pointer;
begin
//根据半径计算高斯模糊矩阵
Q:=Radius/2;
ifQ=0thenQ:=0.1;
n:=Radiusshl1+1;
SetLength(Gauss,n*n);
p:=@Gauss[0];
z:=0;
forx:=-RadiustoRadiusdo
fory:=-RadiustoRadiusdo
begin
p^:=Round(Exp(-(x*x+y*y)/(2.0*Q*Q))/(2.0*PI*Q*Q)*1000.0);
Inc(z,p^);
Inc(p);
end;
Data:=Bmp.LockBits(GpRect(0,0,Bmp.Width,Bmp.Height),[imRead,imWrite],pf32bppARGB);
GetMem(Buf,Data.Height*Data.Stride);
try
//备份源数据
Move(Data.Scan0^,Buf^,Data.Height*Data.Stride);
//高斯卷积处理阴影效果
MakeShadow(Data,Buf, Gauss,n,z);
finally
FreeMem(Buf);
Bmp.UnlockBits(Data);
end;
end;

//计算并输出文字阴影效果
//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
//ShadowSize:阴影大小;Distance:阴影距离;
//Angle:阴影输出角度(左边平行处为0度。顺时针方向)
//ShadowAlpha:阴影文字的不透明度;format:文字输出格式
procedureDrawShadowString(constg:TGpGraphics;conststr:WideString;
constfont:TGpFont;constlayoutRect:TGpRectF;
ShadowSize,Distance:LongWord;Angle:Single=60;
ShadowAlpha:Byte=192;constformat:TGpStringFormat=nil);overload;
var
Bmp:TGpBitmap;
Bg:TGpGraphics;
dr,sr:TGpRectF;
begin
sr:=GpRect(ShadowSizeshl1,ShadowSizeshl1,layoutRect.Width,layoutRect.Height);
//建立透明的32位ARGB阴影位图，其大小为layoutRect长、宽度+ShadowSize*4
Bmp:=TGpBitmap.Create(Round(sr.Width)+ShadowSizeshl2,
Round(sr.Height)+ShadowSizeshl2,pf32bppARGB);
Bg:=TGpGraphics.Create(Bmp);
try
Bg.TextRenderingHint:=thAntiAlias;
//以不透明度为ShadowAlpha的黑色画刷，
//在2倍ShadowSize偏移处输出文字到位图画布，
Bg.DrawString(str,font,Brushs[ARGB(ShadowAlpha,kcBlack)],sr,format);
//处理文字阴影效果
GdipShadow(Bmp,ShadowSize);
dr:=layoutRect;
//根据角度计算阴影位图在目标画布的偏移量
Offset(dr,Cos(pi*Angle/180)*Distance,
Sin(pi*Angle/180)*Distance);
//扩大源和目标矩形，以输出边缘半影部分
Inflate(dr,ShadowSize,ShadowSize);
Inflate(sr,ShadowSize,ShadowSize);
//输出阴影位图到目标画布
g.DrawImage(Bmp,dr,sr.X,sr.Y,sr.Width,sr.Height,utPixel);
finally
Bg.Free;
Bmp.Free;
end;
end;
//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
procedureDrawShadowString(constg:TGpGraphics;conststr:WideString;
constfont:TGpFont;constorigin:TGpPointF;
ShadowSize,Distance:LongWord;Angle:Single=60;
ShadowAlpha:Byte=192;constformat:TGpStringFormat=nil);overload;
begin
DrawShadowString(g,str,font,g.MeasureString(str,font,origin,format),
ShadowSize,Distance,Angle,ShadowAlpha,format);
end;

代码中已经含比较详细的注释，就不再讲解了，本文介绍的函数最大的特点就是阴影的大小、间隔距离、输出角度以及不透明度可根据需要调整；阴影效果也很好，边缘模糊均匀，线条圆润平滑，可与一般的PhotoShop文字阴影效果相媲美；由于核心函数MakeShadow代码采用BASM，且只处理了像素的Alpha字节，边界处理也省略了，因此处理速度还是较满意的。为了照顾需要pascal代码的朋友，下面给出该函数的pascal版本，速度比BASM版本慢很多，不过，通过其中的代码和注释可以加深了解该函数的原理：

//卷积处理阴影效果。Data:GDI+位图数据，要求32位ARGB格式;Source:复制的源
//ConvolMatrix:卷积矩阵;MatrixSize：矩阵大小,Nuclear:卷积核（必须大于0）
procedureMakeShadow(Data:TBitmapData;Source:Pointer;
ConvolMatrix:arrayofInteger;MatrixSize,Nuclear:LongWord);
var
x,y,I,J:Integer;
Width,Height,mSize,rSize:Integer;
v,Radius,Count:Integer;
pd,ps,ps1:PByte;
begin
Radius:=MatrixSizeshr1;
Width:=Data.Width-Radiusshl1;
Height:=Data.Height-Radiusshl1;
mSize:=Data.Stride-MatrixSizeshl2;
rSize:=Radiusshl3;
Count:=MatrixSize*MatrixSize;
//pd指向目标偏移地址为卷积半径后像素的Alpha字节
//为简化过程，不处理以Radius为半径的边界像素
pd:=Data.Scan0;
Inc(pd,Radius*Data.Stride+Radius*4+3);
//ps指向源首像素地址的Alpha字节，也就是目标首像素第一个卷积乘数的像素点
ps:=Source;
Inc(ps,3);
fory:=1toHeightdo
begin
forx:=1toWidthdo
begin
ps1:=ps;
v:=0;
forI:=0tocount-1do
begin
if(I<>0)and(ImodMatrixSize=0)then
Inc(ps1,mSize);
Inc(v,ConvolMatrix[I]*ps1^);//Alpha字节卷积求和
Inc(ps1,4);
end;
v:=vdivNuclear;//卷积和/卷积核
pd^:=v;
inc(pd,4);
Inc(ps,4);
end;
Inc(ps,rSize);
Inc(pd,rSize);
end;
end;

下面给出演示代码和效果图：

procedureTextPaint(g:TGpGraphics);
var
brush:TGpLinearGradientBrush;
font:TGpFont;
fontFamily:TGpFontFamily;
r:TGpRect;
begin
fontFamily:=TGpFontFamily.Create('TimesNewRoman'{'华文行楷'});
font:=TGpFont.Create(fontFamily,50,[fsBold],utPixel);
r:=GpRect(Form1.PaintBox1.ClientRect);
brush:=TGpLinearGradientBrush.Create(r,kcBlue,kcAliceBlue,90);
g.FillRectangle(Brush,r);
DrawShadowString(g,'文字阴影特效',font,GpPoint(10,r.Height/3),5,10);
g.TextRenderingHint:=thAntiAlias;
g.DrawString('文字阴影特效',font,Brushs.White,10,r.Height/3);
brush.Free;
font.Free;
fontFamily.Free;
end;

效果图也和上面一样分上下两部分，以便效果比较，并给出了2种字体的文字输出，其中下图为华文行楷字体。

下面是华文彩云字体，五色渐变画刷文字：

由于本文代码没有做更多条件下的测试，可能存在BUG，而且算法也有待提出改进意见，请朋友们不吝指教，来信请寄[e-mail]。

本例子中的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。

后记1(2007.13.30)：刚才发现函数中果然存在一点BUG，原因是把数据源备份地址通过GDI+的TBitmapData结构的保留字段作为参数传递给MakeShadow函数，原以为该保留字段可以使用的，没想到GDI+ DLL内部可能使用了该字段（看来，保留字段还是不要使用的好，呵呵），导致设置某些字体，或者字体大小，或者字体风格时随机出现阴影位图清零，而无文字阴影输出的BUG，现已经修改本文代码，请朋友们谅解并提出宝贵意见。