C++ GDI+ 多张图片合并生成GIF动画格式图片

在写这篇文章前，首先吐槽一下：今天因工作需要，研究在C++中将多张图片合并生成Gif动画格式的方法。在网上看了很多这类的文章，没一个靠谱的，唯一靠谱的是使用C#实现的GIf编解码的方法(NGif http://www.codeproject.com/Articles/11505/NGif-Animated-GIF-Encoder-for-NET)，它是使用流的方法进行编解码，满足要求，但将其转码成C++很麻烦，所以索性自己编写了一套在C++中将多张图片合并成Gif格式的方法，现在呈现给大家，以弥补C++模块的空缺。

【1】Gif格式简介

GIF(GraphicsInterchange Format)的原义是“图像互换格式”，是CompuServe公司在 1987年开发的图像文件格式。GIF文件的数据，是一种基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式。其压缩率一般在50%左右，它不属于任何应用程序。目前几乎所有相关软件都支持它，公共领域有大量的软件在使用GIF图像文件。GIF图像文件的数据是经过压缩的，而且是采用了可变长度等压缩算法。GIF格式的另一个特点是其在一个GIF文件中可以存多幅彩色图像，如果把存于一个文件中的多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上，就可构成一种最简单的动画。
GIF格式自1987年由CompuServe公司引入后，因其体积小而成像相对清晰，特别适合于初期慢速的互联网，而从此大受欢迎。它采用无损压缩技术，只要图像不多于256色，则可既减少文件的大小，又保持成像的质量。（当然，现在也存在一些hack技术，在一定的条件下克服256色的限制，具体参见真彩色）然而，256色的限制大大局限了GIF文件的应用范围，如彩色相机等。（当然采用无损压缩技术的彩色相机照片亦不适合通过网络传输。）另一方面，在高彩图片上有着不俗表现的JPG格式却在简单的折线上效果难以差强人意。因此GIF格式普遍适用于图表，按钮等等只需少量颜色的图像（如黑白照片）。

【2】图像合并成GIf的方法

使用GDI+库即可完成多张图片合并生成Gif动画图片的功能，主要涉及：

SaveAdd 方法，在原有的图像上添加一张新的图像：

statue = m_pImage->SaveAdd(m_pBitMapVec[ix], &encoderParams);

通过EncoderParameters参数设置图像编码的信息，如第一张图像需要设置为EncoderValueMultiFrame，其余的图像需要设置为EncoderValueFrameDimensionTime：

GUID						gifGUID;
	Gdiplus::EncoderParameters	encoderParams;  
	GetEncoderClsid(L"image/gif", &gifGUID);
	
	encoderParams.Count = 1;
	encoderParams.Parameter[0].Guid			= Gdiplus::EncoderSaveFlag;
	encoderParams.Parameter[0].NumberOfValues = 1;
	encoderParams.Parameter[0].Type			=  Gdiplus::EncoderParameterValueTypeLong;//第一帧需要设置为MultiFrame

	long firstValue						= Gdiplus::EncoderValueMultiFrame;
	encoderParams.Parameter[0].Value	=  &firstValue;	
	
	m_pImage->Save(m_pStrSavePath->c_str(), &gifGUID, &encoderParams);

	//3.0 保存剩余的图像
	size_t size = m_pBitMapVec.size();
	firstValue						= Gdiplus::EncoderValueFrameDimensionTime;
	encoderParams.Parameter[0].Value=  &firstValue;	
	for (size_t ix = 0; ix <size; ix++)
	{
		statue = m_pImage->SaveAdd(m_pBitMapVec[ix], &encoderParams);
	}

通过SetPropertyItem函数设置Gif动画图像的循环的次数(PropertyTagLoopCount)及每个图像持续的时间(PropertyTagFrameDelay)：

Gdiplus::PropertyItem propertyItem;

	//1.0 设置动画循环的次数	
	short sValue		= m_repeatNum; //0 -- 不限次数
	propertyItem.id		= PropertyTagLoopCount; 
	propertyItem.length = 2; //字节数
	propertyItem.type	= PropertyTagTypeShort;
	propertyItem.value	= &sValue; 
	m_pImage->SetPropertyItem(&propertyItem);

	//2.0 设置每副图像延迟的时间，从第一副开始
	long lImageNum = 1 + m_pBitMapVec.size();
	long *plValue = new long[lImageNum];
	for (int ix=0; ix<lImageNum; ix++)
	{
		plValue[ix] = m_delayTime; //可以设置不一样
	}
	propertyItem.id		= PropertyTagFrameDelay; 
	propertyItem.length = 4 * lImageNum;//字节数
	propertyItem.type	= PropertyTagTypeLong;
	propertyItem.value	= plValue; //不限次数
	m_pImage->SetPropertyItem(&propertyItem);

	delete []plValue;
	plValue = NULL;

【3】完整代码如下

类声明：

//================================================================================
/// @brief 动态Gif图像的编码
///
/// 通过动态添加多幅图像将其合并成Gif动画图像
//================================================================================
class CGifEncoder
{
public:
	CGifEncoder();
	~CGifEncoder();

public:	
	//=================================StartEncoder()=================================
	/// @brief 开始gif编码
	///
	/// @param [in] saveFilePath gif图像保存的全路径
	///
	/// @return 成功返回true
	//================================================================================
	bool StartEncoder(wstring &saveFilePath); 	
	//===================================AddFrame()===================================
	/// @brief 添加图像
	///
	/// @param [in] im  Image对象
	///
	/// @return 成功返回true
	//================================================================================
	bool AddFrame(Gdiplus::Image *pImage);
	//===================================AddFrame()===================================
	/// @brief 添加图像
	///
	/// @param [in] framePath 图像的全路径
	///
	/// @return  成功返回true
	//================================================================================
	bool AddFrame(wstring &framePath);
	//================================FinishEncoder()===============================
	/// @brief 结束gif的编码
	///
	/// @return  成功返回true
	//================================================================================
	bool FinishEncoder();
	//=================================SetDelayTime()=================================
	/// @brief 设置两幅图像切换的时间间隔
	///
	/// @param [in] ms 时间,以毫秒为单位
	///
	/// @return 无
	//================================================================================
	void SetDelayTime(int ms);
	//=================================SetRepeatNum()=================================
	/// @brief 设置gif动画播放的次数
	///
	/// @param [in] num 次数，0表示无限次
	///
	/// @return 无
	//================================================================================
	void SetRepeatNum(int num);	
	//=================================SetFrameRate()=================================
	/// @brief 设置图像的帧率
	///
	/// @param [in] fps 帧率，每秒播放图像的数目
	///
	/// @return 无
	//================================================================================
	void SetFrameRate(float fps);
	//=================================SetFrameSize()=================================
	/// @brief 设置图像的尺寸
	///
	/// @param [in] width  图像的宽度
	/// @param [in] height 图像的高度
	///
	/// @return 无
	//================================================================================
	void SetFrameSize(int width, int height);

private:
	void SetImagePropertyItem();
	bool GetEncoderClsid(const WCHAR* format, CLSID* pClsid);	
	
private:
	int					m_width; 
	int					m_height;
	int					m_repeatNum; 
	int					m_delayTime; 
	bool				m_started;
	bool				m_haveFrame;

	wstring				*m_pStrSavePath;
	Gdiplus::Bitmap		*m_pImage;
	vector<Gdiplus::Bitmap *> m_pBitMapVec;
};

类实现：

CGifEncoder::CGifEncoder()
{
	m_started	= false;
	m_width		= 320;
	m_height	= 240;
	m_delayTime = 100;
	m_repeatNum = 0;
	m_haveFrame = false;
	m_pStrSavePath = NULL;
	m_pImage	   = NULL;
}

CGifEncoder::~CGifEncoder()
{
	if (NULL != m_pStrSavePath)
	{
		delete m_pStrSavePath;
	}
	
	if (NULL != m_pImage)
	{
		delete m_pImage;
	}	

	size_t size = m_pBitMapVec.size();
	for (size_t ix=0; ix<size; ix++)
	{
		delete m_pBitMapVec[ix];
		m_pBitMapVec[ix] = NULL;
	}
}

bool CGifEncoder::StartEncoder( wstring &saveFilePath )
{
	bool flag = true;

	if ( NULL != m_pStrSavePath)
	{
		delete m_pStrSavePath;
		m_pStrSavePath = NULL;
	}

	m_pStrSavePath = new wstring(saveFilePath);
	m_started = true;

	return(flag);
}

bool CGifEncoder::AddFrame( Gdiplus::Image *pImage )
{
	if (!m_started || NULL == pImage)
	{
		return(false);
	}

	bool flag = true;
	if (!m_haveFrame)
	{
		m_pImage = new Gdiplus::Bitmap(m_width, m_height);
		Gdiplus::Graphics g(m_pImage);
		g.DrawImage(pImage, 0, 0, m_width, m_height);

		m_haveFrame = true;
		return(true);
	}

	Gdiplus::Bitmap *pBitMap = new Gdiplus::Bitmap(m_width, m_height);
	Gdiplus::Graphics g(pBitMap);
	g.DrawImage(pImage, 0, 0, m_width, m_height);
	m_pBitMapVec.push_back(pBitMap);
	
	return(flag);
}

bool CGifEncoder::AddFrame( wstring &framePath )
{
	if (!m_started)
	{
		return(false);
	}

	bool flag = true;
	Gdiplus::Status statue;
	if (!m_haveFrame)
	{
		m_pImage = new Gdiplus::Bitmap(m_width, m_height);
		Gdiplus::Graphics g(m_pImage);

		Gdiplus::Bitmap bitmap(framePath.c_str());
		g.DrawImage(&bitmap, 0, 0, m_width, m_height);

		m_haveFrame = true;
		return(true);
	}	

	Gdiplus::Bitmap		*pBitMap = new Gdiplus::Bitmap(m_width, m_height);
	Gdiplus::Graphics	g(pBitMap);

	Gdiplus::Bitmap bitmap(framePath.c_str());
	statue = g.DrawImage(&bitmap, 0, 0, m_width, m_height);

	m_pBitMapVec.push_back(pBitMap);

	return(flag);
}

bool CGifEncoder::FinishEncoder()
{
	if (!m_started || !m_haveFrame)
	{
		return(false);
	}

	bool	flag = true;
	Gdiplus::Status statue;

	//1.0 设置图像的属性
	SetImagePropertyItem();

	//2.0 保存第一副图像
	GUID						gifGUID;
	Gdiplus::EncoderParameters	encoderParams;  
	GetEncoderClsid(L"image/gif", &gifGUID);
	
	encoderParams.Count = 1;
	encoderParams.Parameter[0].Guid			= Gdiplus::EncoderSaveFlag;
	encoderParams.Parameter[0].NumberOfValues = 1;
	encoderParams.Parameter[0].Type			=  Gdiplus::EncoderParameterValueTypeLong;//第一帧需要设置为MultiFrame

	long firstValue						= Gdiplus::EncoderValueMultiFrame;
	encoderParams.Parameter[0].Value	=  &firstValue;	
	
	m_pImage->Save(m_pStrSavePath->c_str(), &gifGUID, &encoderParams);

	//3.0 保存剩余的图像
	size_t size = m_pBitMapVec.size();
	firstValue						= Gdiplus::EncoderValueFrameDimensionTime;
	encoderParams.Parameter[0].Value=  &firstValue;	
	for (size_t ix = 0; ix <size; ix++)
	{
		statue = m_pImage->SaveAdd(m_pBitMapVec[ix], &encoderParams);
	}

	m_started = false;
	m_haveFrame = false;
	return(flag);
}

void CGifEncoder::SetDelayTime( int ms )
{
	if (ms > 0)
	{
		m_delayTime = ms / 10.0f;
	}	
}

void CGifEncoder::SetRepeatNum( int num )
{
	if (num >= 0) 
	{
		m_repeatNum = num;
	}
}

void CGifEncoder::SetFrameRate( float fps )
{
	if (fps > 0) 
	{
		m_delayTime = 100.0f / fps;
	}
}

void CGifEncoder::SetFrameSize( int width, int height )
{
	if (!m_haveFrame) 
	{
		m_width  = width;
		m_height = height;

		if (m_width < 1) 
			m_width = 320;

		if (m_height < 1) 
			height = 240;
	}	
}

void CGifEncoder::SetImagePropertyItem()
{
	if (!m_started || NULL == m_pImage)
	{
		return;
	}

Gdiplus::PropertyItem propertyItem;

	//1.0 设置动画循环的次数	
	short sValue		= m_repeatNum; //0 -- 不限次数
	propertyItem.id		= PropertyTagLoopCount; 
	propertyItem.length = 2; //字节数
	propertyItem.type	= PropertyTagTypeShort;
	propertyItem.value	= &sValue; 
	m_pImage->SetPropertyItem(&propertyItem);

	//2.0 设置每副图像延迟的时间，从第一副开始
	long lImageNum = 1 + m_pBitMapVec.size();
	long *plValue = new long[lImageNum];
	for (int ix=0; ix<lImageNum; ix++)
	{
		plValue[ix] = m_delayTime; //可以设置不一样
	}
	propertyItem.id		= PropertyTagFrameDelay; 
	propertyItem.length = 4 * lImageNum;//字节数
	propertyItem.type	= PropertyTagTypeLong;
	propertyItem.value	= plValue; //不限次数
	m_pImage->SetPropertyItem(&propertyItem);

	delete []plValue;
	plValue = NULL;
}

bool CGifEncoder::GetEncoderClsid(const WCHAR* format, CLSID* pClsid)
{
	UINT num = 0, size = 0;

	Gdiplus::GetImageEncodersSize(&num, &size);
	if(size == 0)
		return false;  // Failure

	Gdiplus::ImageCodecInfo* pImageCodecInfo = (Gdiplus::ImageCodecInfo*)(malloc(size));

	Gdiplus::GetImageEncoders(num, size, pImageCodecInfo);
	bool found = false;
	for (UINT ix = 0; !found && ix < num; ++ix) 
	{
		if (_wcsicmp(pImageCodecInfo[ix].MimeType, format) == 0) 
		{
			*pClsid = pImageCodecInfo[ix].Clsid;
			found = true;
			break;
		}
	}

	free(pImageCodecInfo);
	return found;
}

【4】测试代码

CGifEncoder gifEncoder;
	gifEncoder.SetFrameSize(200, 200);
	gifEncoder.SetDelayTime(500);
	gifEncoder.StartEncoder(wstring(L"C:\\1.gif"));
	gifEncoder.AddFrame(wstring(L"C:\\1.png"));
	gifEncoder.AddFrame(wstring(L"C:\\2.jpg"));
	gifEncoder.AddFrame(wstring(L"C:\\3.jpg"));
	gifEncoder.AddFrame(wstring(L"C:\\4.jpg"));
	gifEncoder.FinishEncoder();