Rust Win32 API图像显示全黑问题排查及解决方案

2024-12-24 09:34:44

Win32 API 图像显示问题排查

当使用 Win32 API 在 Rust 中尝试显示图像时，出现全黑方块而非预期图像是很常见的错误。此类问题通常由以下原因造成：

问题一：位图格式不匹配

原因分析: CreateCompatibleBitmap 创建的位图，默认颜色格式可能与图像数据不匹配，导致颜色信息丢失，呈现全黑效果。尽管此处使用的图像是 RGBA 格式，兼容位图可能并非如此设置，尤其是在屏幕色彩模式非 32 位色时，容易发生不兼容。

解决方案: 必须通过 SetDIBitsToDevice 将图像数据明确设定到设备上下文中。需要注意的是 CreateCompatibleBitmap 需要用屏幕的设备上下文来初始化,确保兼容性。
操作步骤:

获取屏幕的设备上下文 (GetDC(NULL))。
基于该设备上下文，创建兼容的设备上下文(CreateCompatibleDC).
使用设备上下文初始化 CreateCompatibleBitmap,创建指定宽度和高度的兼容位图，然后，使用 BITMAPINFOHEADER 结构指定图像格式，其中，高度值需为负值以表示自上而下的位图格式。
使用 SetDIBitsToDevice 将像素数据传递到该位图中。
清理之前步骤中获取的设备上下文(DeleteDC)以及屏幕设备上下文(ReleaseDC)。

代码示例:

fn load_image_as_bitmap(image_path: &str) -> HGDIOBJ {
    let img = image::open(image_path).expect("Failed to load image");
    let (width, height) = img.dimensions();
    let img = img.to_rgba8();
    
    let hdc_screen = unsafe { GetDC(HWND(std::ptr::null_mut())) };
    if hdc_screen.0.is_null() {
        panic!("Failed to get screen DC: {}", unsafe { GetLastError().0 });
    }
    let hdc = unsafe { CreateCompatibleDC(hdc_screen) };
    if hdc.0.is_null() {
       panic!("Failed to create compatible DC: {}", unsafe { GetLastError().0 });
    }

    let hbitmap = unsafe { CreateCompatibleBitmap(hdc, width as i32, height as i32) };
    if hbitmap.0.is_null() {
        panic!("Failed to create compatible bitmap: {}", unsafe { GetLastError().0 });
    }

    let bmp_info_header = BITMAPINFOHEADER {
        biSize: std::mem::size_of::<BITMAPINFOHEADER>() as u32,
        biWidth: width as i32,
        biHeight: -(height as i32), 
        biPlanes: 1,
        biBitCount: 32,
        biCompression: 0,
        ..Default::default()
    };

    let mut bmp_info = BITMAPINFO {
        bmiHeader: bmp_info_header,
        bmiColors: [RGBQUAD::default(); 1],
    };

    unsafe {
         let res = SetDIBitsToDevice(
            hdc,
            0,
            0,
            width as u32,
            height as u32,
            0,
            0,
            0,
            height as u32,
            img.as_raw().as_ptr() as *const _,
            &mut bmp_info,
            DIB_RGB_COLORS,
         );

        if res == 0 {
            eprintln!("SetDIBitsToDevice failed: {}", GetLastError().0);
        }

    }

     unsafe {
        DeleteDC(hdc);
         ReleaseDC(HWND(std::ptr::null_mut()), hdc_screen);
    }
     
    hbitmap.into()
}

问题二：设备上下文（DC）使用不当

原因分析: 尝试直接用CreateWindowExW 返回的窗口句柄HWND 作为设备上下文是错误的，正确的做法是获取一个与窗口相关的 DC，用此 DC 做绘图操作。此外， BitBlt 中的源和目标设备上下文不正确，会导致位图数据无法正确传递。

解决方案:
需要在窗口绘制消息(WM_PAINT)处理过程中，使用BeginPaint 函数获取绘画设备上下文，并将图像通过BitBlt从兼容内存 DC 中拷贝到该设备上下文中。完成绘制后使用 EndPaint 释放资源。

操作步骤:

在 WM_PAINT消息处理中调用BeginPaint，获得用于绘制的 HDC。
创建内存设备上下文，然后选入位图。
使用 BitBlt 将位图内容绘制到窗口 DC 上。
清除内存 DC，然后通过调用EndPaint完成绘图操作，并释放 DC。

代码示例:

unsafe extern "system" fn window_proc(
    hwnd: HWND,
    msg: u32,
    wparam: WPARAM,
    lparam: LPARAM,
) -> LRESULT {
    match msg {
        WM_PAINT => {
            let mut ps: PAINTSTRUCT = std::mem::zeroed();
            let hdc = BeginPaint(hwnd, &mut ps);
            
            if let Some(bitmap) = BITMAP_HANDLE {
                let hdc_mem = CreateCompatibleDC(hdc);
                if hdc_mem.0.is_null() {
                   eprintln!("Failed to create compatible DC: {}", GetLastError().0);
                }

               if SelectObject(hdc_mem, bitmap).0.is_null() {
                  eprintln!("Failed to select bitmap into DC: {}", GetLastError().0);
               }


               if BitBlt(hdc, 0, 0, 300, 300, hdc_mem, 0, 0, SRCCOPY).is_err() {
                    eprintln!("BitBlt failed: {}", GetLastError().0);
                }


                 DeleteDC(hdc_mem);
            }

            EndPaint(hwnd, &ps);
            return LRESULT(0);
        }
        _ => DefWindowProcW(hwnd, msg, wparam, lparam),
    }
}