Beginning SDL 2.0(3) SDL介绍及BMP渲染

SDL是一个跨平台的多媒体库。为了实现跨平台，SDL提供了一个简单的界面库抽象，比如提供了SDL_Window用于表示窗口句柄，SDL_Surface、SDL_Texture、SDL_Renderer用于处理画面刷新及基本的图形绘制，提供各种事件（鼠标、键盘、游戏手柄等）输入事件、窗口消息事件用于模拟基于消息的事件处理机制。同时也提供了线程创建、销毁以及同步的机制，在此基础上上也提供了文件访问、字体渲染、多格式图片加载、混音器等扩展功能。

正是由于SDL的跨平台特性，如果你仅仅是希望知道SDL的功能，并能够应用SDL做简单的开发，那这篇文件不适合你，建议去SDL官网上看看Lazy Foo的教程或者Beginning SDL 2.0(1) SDL功能简介。

撰写本文的主要目的在于，我希望可以在window框架下使用SDL渲染YUV数据，仅仅调用视频渲染有关的函数，其他跨平台的机制不需要，windows平台下都提供了对应的机制。或者你现有基于window框架的程序，希望使用SDL渲染视频，这也是一篇不错的介绍文章。

一、准备工作

我使用的开发环境是VS2010，SDL使用V2.0.0.3的发布版本，并且安装在C:dev-toolsSDL2-2.0.3目录下。请按照其他任何SDL的开发环境配置号vs的包含路径和库路径。

同时创建一个Win32的工程，命名为0_Win32_bmp_render。

编译并运行，会有如下窗口显示： 

二、SDLVideoRender基类

为了实现抽象化的概念，我们先设定下SDL视频渲染类的对外接口，并给出基本的框架。

#include <SDL.h>
//#include <SDL_main.h>
#pragma comment(lib, "SDL2.lib")

class SDLVideoRender
{
public:
    SDLVideoRender();
    virtual ~SDLVideoRender();

    virtual bool Init(HWND show_wnd, RECT show_rect);
    virtual void Deinit();

    // width x height resolution
    // data[] for YUV, stride is linesize of each raw
    virtual void Update(int width, int height, unsigned char *data[3], int stride[3]) = 0;
    virtual bool Render() = 0;

protected:
    SDL_Window * m_sdl_window;
    SDL_Rect m_show_rect;
};

其中调用Init函数时需要指定绘制的窗口句柄及显示区域（相对于窗口的客户区坐标）。

如果需要刷新窗口（给定YUV）数据，调用Update接口。

Render接口用于实现画面的显示。

m_sdl_window指针是SDL提供的窗口抽象句柄。

SDL_Rect是SDL给出的矩形定义形式，其定义如下：

typedef struct SDL_Rect
{
    int x, y;
    int w, h;
} SDL_Rect;

那么初始化Init函数需要完成哪些功能呢？创建SDL_Window并保存显示区域，其实现代码如下：

bool SDLVideoRender::Init(HWND show_wnd, RECT show_rect)
{
    // 初始化窗口句柄为空或者显示区域为空
    if (nullptr == show_wnd || IsRectEmpty(&show_rect))
    {
        return false;
    }

    if (nullptr != m_sdl_window)
    {
        return true;
    }

    if (SDL_WasInit(SDL_INIT_VIDEO))
    {
        SDL_InitSubSystem(SDL_INIT_VIDEO);
    }

    m_sdl_window = SDL_CreateWindowFrom(show_wnd);
    if (nullptr == m_sdl_window)
    {
        return false;
    }

    m_show_rect.x = show_rect.left;
    m_show_rect.y = show_rect.top;
    m_show_rect.w = show_rect.right - show_rect.left;
    m_show_rect.h = show_rect.bottom - show_rect.top;

    return true;
}

Deinit函数功能正好相反，代码如下：

void SDLVideoRender::Deinit()
{
    if (nullptr != m_sdl_window)
    {
        SDL_DestroyWindow(m_sdl_window);
        m_sdl_window = nullptr;
    }
}

OK，到此我们的SDLVideoRender基类功能基本完善，任何需要绘制渲染视频的程序都可以通过这个基类接口刷新。

 

三、BMP渲染实现

我们第一个实现的功能可能不是直接加载YUV数据，而是通过加载BMP位图，并渲染显示，来简单了解SDL提供的视频渲染机制。

这里我们添加一个BmpRender类，继承自SDLVideoRender，并重写Init、Deinit、Render三个函数。类头文件如下：

class BmpVideoRender: SDLVideoRender
{
public:
    BmpVideoRender();
    ~BmpVideoRender();

    bool Init(HWND show_wnd, RECT show_rect);
    void Deinit();

    // width x height resolution
    // data[] for YUV, stride is linesize of each raw
    void Update(int width, int height, unsigned char *data[3], int stride[3]){}
    bool Render();

private:
    SDL_Surface * m_bmp_surface;
    
};

Init函数添加了Bmp文件加载到SDL_Surface的代码。Deinit中添加了销毁SDL_Surface的代码。其实现如下：

bool BmpVideoRender::Init(HWND show_wnd, RECT show_rect)
{
    if (!SDLVideoRender::Init(show_wnd, show_rect))
    {
        return false;
    }

    m_bmp_surface = SDL_LoadBMP("hello_world.bmp");
    if (nullptr == m_bmp_surface)
    {
        return false;
    }

    return true;
}
void BmpVideoRender::Deinit()
{
    if (nullptr != m_bmp_surface)
    {
        SDL_FreeSurface(m_bmp_surface);
        m_bmp_surface = nullptr;
    }

    SDLVideoRender::Deinit();
}

Render给出了如何将SDL_Surface渲染到SDL_Window上的机制。

bool BmpVideoRender::Render()
{
    if (nullptr != m_bmp_surface)
    {
        SDL_Surface * window_surface = SDL_GetWindowSurface(m_sdl_window);
        SDL_BlitScaled(m_bmp_surface, NULL, window_surface,  &m_show_rect);

        SDL_UpdateWindowSurfaceRects(m_sdl_window, &m_show_rect, 1);
    }

    return true;
}

原理很简单，先获取窗口的surface，直接通过SDL_BlitScaled函数将BMP位图Surface渲染到我们事先指定的区域。

四、集成到window程序中

既然BmpRender已经完成了，那么怎么在Window程序中调用呢？

以win32的测试程序为例（第一步vs自动生成的代码）。

首先在0_Win32_bmp_render.cpp文件开头添加

HWND hMainWnd;
BmpVideoRender bmpRender;

并在_tWinMain的主消息循环之前添加：（注意InvalidateRect是必须的，否则你可以去掉试试。）

    if (0 != SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO))
    {
        return FALSE;
    }

    RECT show_rect = {0};
    GetClientRect(hMainWnd, &show_rect);
    show_rect.right/=2;
    show_rect.bottom/=2;
    bmpRender.Init(hMainWnd, show_rect);
    InvalidateRect(hMainWnd, &show_rect, TRUE);

在消息循环结束的时候添加：

    bmpRender.Deinit();
    SDL_Quit();

在InitInstance中添加

hMainWnd = hWnd;

最后在WndProc消息处理函数的WM_PAINT的EndPaint函数之后添加

bmpRender.Render();

编译运行，就会得到下面效果图：（我们将图片缩放到客户区的左上角的1/4的区域）

总结

这是一篇很简单的SDL绘制位图的demo。基本概念涉及到SDL_Window、SDL_Rect、SDL_Surface、BMP位图加载、Surface缩放、窗口绘制区域获取和刷新。

这里说明一点，据SDL官网介绍，SDL_Surface的实现是纯软件实现的，不支持硬件加速。如果对性能要求比较苛刻，建议不要过多依赖SDL_Surface。

相关代码可以从我的git下载，url如下：https://git.oschina.net/Tocy/SampleCode.git，位于TocySDL2VisualTutorial目录下。

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本文作者：Tocy  e-mail: zyvj@qq.com

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