基于DirectDraw的Gamma calibrator机制之探讨
一.问题的提出
Gamma calibrator基于动态gamma ramp技术。为系统提供动态gamma ramp支持，基于以下应用的需要：
1. 游戏程序的设计者可以为用户提供一致的视觉效果，而不论用户使用什么系统。
2. 随着电子商务的迅猛发展，商家和用户都迫切需要在Internet上看到货物样品的真实色彩。
3. 谁都希望，显示器上图像的色彩尽可能地和输出的色彩相近。
基于以上需要，具有Microsoft Windows Logo的硬件产品都需要提供动态gamma ramp支持（参见"Adapter supports downloadable RAMDAC entries for image color matching"，网址： www.microsoft.com/hwdev/xpapers/pc98/14grfx98.htm）。只要显示卡及其驱动程序支持动态gamma ramp，buffer frame中所有象素的RGB值就可以被校正值取代。
为了在Windows95, Windows98和Windows2000中支持动态gamma ramp，DirectDraw中提供了IDirectDrawGammaControl接口。此接口允许程序设计者处理gamma ramp，使得象素的RGB值在被送到DAC显示之前得到校正。
本来，Win32 API中有两个函数（即SetDeviceGammaRamp/GetDeviceGammaRamp）可以用来获取和设置gamma ramp。但它们较之DirectDraw接口有以下局限：
1. SetDeviceGammaRamp不允许设置所有可能的gamma ramp值。它会检查gamma ramp，如果太复杂会拒绝执行。
2. SetDeviceGammaRamp目前不支持gamma calibrator。
3. 调用SetDeviceGammaRamp的程序关闭后不会自动进行清理操作，除非将gamma ramp恢复到设置前的值。
与以上第二点相反，除了可以获取和设置gamma ramp外，DirectDraw接口允许gamma ramp被校正（calibrated），这就需要安装一个gamma calibrator。
二.分析
据我所知，到目前为止，DirectDraw注册和使用Gamma calibrator的机制尚未最终确定，只有一个过渡方案。此方案只用短短一句话进行了描述：calibrator在系统注册表中的某个key中注册自身；当应用程序需要校正gamma ramp的时候，DirectDraw调用这个calibrator。
至于具体实现细节，到目前我没发现任何文档。
基于此，我对DirectDraw调用calibrator的机制进行了分析和猜测，发现如下：
1）Calibrator中必须实现一个名为CalibrateGammaRamp的输出函数，Gamma calibration的操作即在此函数中实现。
2）Calibrator必须将自身所在的安装路径注册在系统注册表的如下key中：
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\DirectDraw\GammaClibrator
3）客户程序通过调用IDirectDrawGammaControl::SetGammaRamp来间接触发calibrator。
SetGammaRamp的原型为:
HRESULT SetGammaRamp(DWORD dwFlags, LPGAMMARAMP lpRampData)
DwFlag表示是否需要进行gamma calibration。若这个参数设为DDSGR_CALIBRATE，系统将会请求calibrator来调整gamma ramp，从而达到校正显示效果的目的。若不需要校正，将这个参数设为0。LpRampData是DDGAMMARAMP结构的地址，此结构包含R，G，B三色素的gamma ramp值。
设置dwFlags参数为DDSGR_CALIBRATE并调用SetGammaRamp后，DirectDraw会自动根据calibrator的注册信息找到calibrator的路径，并调用calibrator的CalibrateGammaRamp输出函数，从而实现gamma calibration。
三.实现
我写了两段测试程序来检验Gamma calibrator的实现机制。calibrator.cpp编译链接后生成calibrator.dll， 即gamma calibrator程序；test.cpp则生成test.exe，即客户程序，它调用calibrator。
1. calibrator
calibrator本身的结构很简单，它只需要实现三个函数（甚至一个，即CalibrateGammaRamp，其它两个可以在安装程序中或手工实现）。
1）CalibrateGammaRamp输出函数。其声明如下：
extern "C" __declspec(dllexport) HRESULT CalibrateGammaRamp(D3DGAMMARAMP* pRamp)
其中输入参数pRamp为当前的gamma ramp值（也即，客户程序调用SetGammaRamp时设置的值）。出于测试的目的，在我的calibrator中没有利用这个初始值，而是重新设置了gamma ramp，并夸张地将所有的R（Red）值设置为0，以方便地看到测试效果。
HDC hDC = ::GetDC(NULL);
if (!hDC)
return E_FAIL;
WORD RamdacTable[3*256];
GetDeviceGammaRamp(hDC, RamdacTable);
for (int i = 0; i < 3; ++i)
for (int j = 0; j < 256; ++j)
if ( i == 0)
RamdacTable[i] = 0;
else
RamdacTable[i*256+j] = j*256;
if(!SetDeviceGammaRamp( hDC, RamdacTable))
{
BOOL bReason = GetLastError();
::MessageBox(NULL, "SetDeviceGampRamp failed!", "Error", NULL);
}
::ReleaseDC(NULL, hDC);
2）为了让DLL可以register和unregister自己的安装路径，输出两个函数DllRegisterServer和DllUnregisterServer，以供regsvr32程序调用。这两个函数的实现和COM DLL中的写法一致，这里不再赘述。注意信息要注册到HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\DirectDraw\GammaClibrator键之下。
2. 客户程序
客户程序必须支持DirectDraw，才能调用calibrator。
1）首先，创建一个Direct3D object：
LPDIRECT3D8 g_pD3D;
g_pD3D = ::Direct3DCreate8(D3D_SDK_VERSION)
2）获得当前显示模式：
D3DDISPLAYMODE d3ddm;
g_pD3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT, &d3ddm)
3）创建Direct3D device：
LPDIRECT3DDEVICE8 g_pd3dDevice = NULL;
g_pD3D->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT,
D3DDEVTYPE_HAL,
hWnd,
D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING,
&d3dpp,
&g_pd3dDevice )
4）检测设备是否支持gamma calibration：
D3DCAPS8 d3dcap;
if( FAILED( g_pd3dDevice->GetDeviceCaps( &d3dcap ) ) )
{
::MessageBox(NULL, "GetDeviceCaps", "Failed", NULL);
return E_FAIL;
}
if( !( d3dcap.Caps2 & D3DCAPS2_CANCALIBRATEGAMMA ) )
{
::MessageBox(NULL, "Your machine doesn't support gamma Calibrator", "Warnning", NULL);
return E_FAIL;
}
5）设置gamma ramp:
D3DGAMMARAMP d3dgamaramp;
... // 初始化d3dgamaramp
// 设置gamma ramp，同时请求calibration
g_pd3dDevice->SetGammaRamp( D3DSGR_CALIBRATE , &d3dgamaramp);
四.结论
由于没看到M$关于gamma calibration的正式文档，以上机制纯属自己的猜测。测试程序虽能work，但终究只是猜测，不知尚有多少规范没有实现。而且，在win2000下，DirectDraw对gamma calibration的支持似乎不够。再者，M$声称，目前DirectDraw和gamma calibrator的通信机制以及calibrator注册自身的方法只是一个过渡方案，将来会改变。鉴于以上原因，特写此文，以请对gamma calibration有研究者不吝赐教。
