一、TWAIN的文件組成
TWAIN共包括4個二進制文件。如果要使用該接口，就必須要保證他們被成功地安裝在本地計算機上。
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文 件 名 |
說 明 |
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TWAIN_32.DLL |
32位應用程序的支持文件，32位程序使用TWAIN通訊必須使用該文件。 |
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TWAIN.DLL |
16位應用程序的支持文件，16位程序使用TWAIN通訊必須使用該文件。 |
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TWUNKER_32.EXE |
實現32位應用程序與32位數據源進行通訊，它運行時不可見。 |
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TWUNKER_16.EXE |
實現32位應用程序與16位數據源進行通訊，它運行時不可見。 注意：在Windows NT 環境下16位數據源不能夠正常工作。 |
在Windows 操作系統中(Windows 9x / 2000 / XP )，Microsoft已經把這些文件作爲系統文件隨同操作系統一起發佈了。你可以在Windows安裝目錄中查找到這些文件。如果我們要編程來實現對TWAIN的訪問，還需要最重要的頭文件。你通過訪問該http://www.twain.org/devfiles/twain.h 地址來獲得TWAIN提供的頭文件。
二、TWAIN的結構
TWAIN依靠三個組件協同完成與圖像設備的通訊和數據傳輸工作，這三個組件就是 Application、Source Manager和Source。
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組件 |
說明 |
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Application |
就是你要編寫的應用程序。 |
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Source Manager |
是由TWAIN提供的一個Source的管理器，它不僅可以收集本地系統已經安裝了的圖像設備，還可以根據需要去加載設備。同時，它最重要的功能是擔任Application 與Source通訊的橋樑。（其實，它就是我們前面提到的組成文件中的dll文件。） |
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Source |
在這裏可以看作是圖像設備。事實上它是由設備廠家提供的一個dll文件。這個dll文件是支持twain接口的。(該文不討論關於twain在Source中的應用。) |
它們的層次結構圖如下：
從該圖我們可以看到，Application要從Source獲得圖像數據，必須通過Source Manager傳遞來實現。Application與Source Manager 間的通訊是靠調用TWAIN提供的DSM_Entry( )函數實現。而Application不能直接與Source 通訊，Source Manager與Source 間的通訊是靠調用TWAIN提供的DS_Entry( )函數實現（在這裏，我們不用關心Source Manager如何去調用DS_Entry函數。
三、TWAIN的用戶界面
當我們使用TWAIN接口去獲得圖像數據的時候，會涉及到一些的用戶界面，首先是我們的應用程序界面，然後是Source Manager提供的用戶界面以及圖像設備(Source)所提供的用戶界面。
在我們的應用程序中，可以通過“選擇設備”來打開Source Manager的標準用戶界面。Source Manager的界面由Source Manager提供。在這個界面中可以讓用戶選擇他想要使用的圖像設備。選中想要的設備後，再通過“獲取…”來打開圖像設備（Source）提供的用戶界面進行現應的操作。（注：Source提供的界面會因爲你使用的圖像設備不同而有差異。）
對於這些界面，TWAIN提供了非常靈活的處理方法。對於Source Manager提供的用戶界面以及圖像設備(Source)所提供的用戶界面，我們可以選擇是否顯示它們，甚至我們還可以按自己的要求去改寫這些用戶界面。
四、TWAIN的接口函數
要編寫應用程序實現與支持TWAIN標準的圖像設備通訊，只需要瞭解上面提到的DSM_Entry()接口函數。TWAIN定義了大約140個操作消息。你只要把這些消息通過DSM_Entry()函數發給Source Manager，就可以實現對選定的Source進行相應的操作。Source Manager會分辨那些消息屬於自己，那些消息是該轉發給Source。
在介紹DSM_Entry()前，我們先來了解一下的TWAIN定義的消息格式。TWAIN把它定義的操作稱爲Triplets操作，就是每個操作用三個定義的參數來表示。這個三個參數用不同前綴名來區分。每個Triplets操作都是唯一的，不會有歧意，它們代表一個特定的操作行爲。這三個參數類型分別是Data Group(前綴名DG_ )、 Data Argument(前綴名DAT_ ) 和 Message ID(前綴名MSG_ )，每個參數都包含有各自的信息。比如：DG_CONTROL / DAT_PARENT / MSG_OPENDSM 就表示一個打開Source Manager的操作，這些參數在TWAIN.H中都有定義。其他的操作(設置掃描儀的分辨率、獲得設備支持的功能等等…)你可以去查看TWAIN的參考手冊，我將在後面編程應用中介紹幾個最常用的操作。
現在，我們明白了TWAIN定義的Triplets操作，但是這還不夠。在使用DSM_Entry()前，必須要加載TWAIN_32.DLL文件以獲得DSM_Entry()函數指針。(注意：在你程序中應該添加前面提到的TWAIN.H頭文件哦!)
DSMENTRYPROC lpDSM_Entry; //* DSM_Entry 入口函數的指針
HMODULE hDSMDLL; //* Twain_32.Dll句柄
……
//* 加載TWAIN_32.DLL 文件
if ((hDSMDLL = LoadLibrary("TWAIN_32.DLL")) != NULL)
{
if (hDSMDLL) //* 檢查TWAIN_32.DLL是否加載
{
if ( (lpDSM_Entry =(DSMENTRYPROC) GetProcAddress(hDSMDLL,MAKEINTRESOURCE(1)))!=NULL)
{
//* 成功獲得 DSM_Entry()函數指針;
}
}
}
現在我們明白了，TWAIN所有的操作都是通過DSM_Entry()函數來實現的，所以瞭解該入口函數很有必要。它定義如下：
TW_UINT16 FAR PASCAL DSM_Entry
( pTW_IDENTITY pOrigin, //* 指向操作發起者的指針
pTW_IDENTITY pDest, //* 指向目標對象的指針
TW_UINT32 DG, //* Triplets 操作的DG參數 : DG_xxxx
TW_UINT16 DAT, //* Triplets 操作的DAT參數: DAT_xxxx
TW_UINT16 MSG, //* Triplets 操作的MSG參數: MSG_xxxx
TW_MEMREF pData //* 指向返回數據塊的指針
);
其中DG、DAT、MSG參數表示一個你想執行的Triplets操作。pOrigin表示發起Triplets操作的對象。pDest表示接收Triplets操作的對象。pData用於獲得執行Triplets操作後返回的數據。
對於每個Triplets操作，都是由DG、DAT、MSG三個參數組合構成的。pOrigin、pDest參數會根據不同的Triplets操作，而使用不同的值。
函數執行後會返回一個值來表示操作是否成功。如果返回值爲TWRC_SUCCESS表示操作成功，TWRC_FAILURE表示操作失敗。同樣根據Triplets操作的類型不同，還會有其他的返回值。比如TWRC_CANCEL、TWCC_LOWMEMORY…，具體信息你可以參考TWAIN的說明手冊。
五、TWAIN的操作流程
Application、 Source Manager 和 Source要實現數據傳輸，必須遵循一個操作流程。你要進行的操作應該在這個流程規定的動作隊列中按邏輯去執行。比如，在沒有加載Source Manager前，Application是不能要求Source傳輸數據的。爲了更好的去描述這個流程，TWAIN爲該流程定義了7個狀態(1-7)。
狀態位 1, 2, 3
這幾個狀態是用於描述Source Manager的，它們是Source Manager專有的狀態位，所以Source Manager 的標誌位是不會大於3的.
狀態位4, 5, 6, 7
這幾個狀態是Source專有的。如果Source打開了，Source 的標誌位就不會小於4；如果Source關閉了，Source就沒有了標誌位。
要注意，我們的應用程序可以使用了多個Source，每個與Source的連接都是一個單獨的會話,對於打開的每個Source，他們的標誌位都是相互獨立的，不互相關聯。現在就來看看流程圖。
流程標誌位說明
狀態 1 – 準備會話
在Application和Source Manager建立會話前，Source Manager的標誌位是1.
在這個時候，Source Manager還沒有被加載到內存中。如果Source Manager 被加載到內存中,則狀態位是2或者3。
狀態2 –加載Source Manager
Source Manager現在已經被成功地加載到了程序中，但是沒有打開Source Manager。
在這個時候, Source Manager開始準備去接受Application的Triplets操作。
狀態3 – 打開Source Manager
Source Manager已經打開並且準備去管理Source.Source Manager現在準備向Source發送打開操作，去打開指定的Source，並等待所有針對Source的操作結束後，去關閉打開的Source. Source Manager在會話關閉前，狀態位將保持爲3. 當Application打開的Source沒有關閉時，Source Manager 會拒絕關閉。
狀態 4 – 打開Source
在響應Application的一個指定的Triplets操作後,Source被加載到系統中，並且被Source manager 打開。Source在加載前將檢測是否有足夠的系統資源讓自己運行(內存、設備是否可用等等…)。 Application不僅可以查詢Source的性能參數(當前解析度、是否支持彩色或黑白圖像、自動文檔傳送是否可用), Application還可以去設置的Source的性能參數。比如，Application可以要求Source按指定的分辨率傳輸黑白圖像。
注意: 可以在Source的狀態位是4, 5, 6, 或 7時，去查詢Source的性能參數。但是要想設置Source的性能參數必須在狀態位是4的時候設置，除非Application和Source有特殊的約定，否則在標誌位爲其他數的時候都不可以進行性能參數設置。
狀態 5 – Source可用
現在可以讓Source工作了，此時Source開始爲數據傳輸做準備。在該狀態下，可以執行一個Triplets操作，用以選擇是否讓Source顯示它自己的用戶界面（Source提供的軟件界面）。當Source準備好給Application傳輸數據時，標誌位就從5變爲6了。
狀態 6 –準備數據傳輸
該狀態下，Source已經準備好了爲Application傳輸數據。在傳輸工作開始前，Application應該查詢將要被傳輸的圖像的相關信息(分辨率，圖像大小…), 如果Source還要傳輸音頻數據, 那麼在傳輸圖像數據前，Application必須要把所有的音頻數據先傳完。注：某些數碼相機帶有攝像功能，可以記錄一些聲音信息。
狀態 7 –傳輸開始
Source開始進行數據傳輸，它把獲得的數據傳輸給你的應用程序。 傳輸工作要麼成功完成，要麼提前中止。在傳輸工作完成後， Source將會發送一個返回代碼去表示傳輸工作的最終結果。
七、TWAIN最常用的Triplets操作
這裏將對TWAIN中最常用的Triplets操作做一個簡單的介紹，爲了便於理解和記憶，我將結合前面講的操作流程順序去介紹這些常用的Triplets操作。
1．加載Source Manager並獲得DSM_Entry入口函數 (狀態1到2)
應用程序在調用DSM_Entry函數指針前必須加載Source Manager。這裏沒有使用Triplets操作。你可以使用LoadLibrary()函數，加載TWAIN_32.DLL文件。並使用GetProcAddress()函數，獲得DSM_Entry函數指針
2．打開Source Manager (狀態2到3)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_PARENT / MSG_OPENDSM
通過該操作，你可以打開Source Manager，並且還要在你的應用程序中，指定一個窗體作爲Source的父窗口。Source Manager 將通過該窗體，把Source的消息傳遞給你的應用程序。
3．選擇Source (狀態3期間)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_IDENTITY / MSG_USERSELECT
你的應用程序發送該操作後，將顯示Source Manager的用戶界面，它是一個對話框。這個對話框中顯示了系統中所有支持Twain的設備列表。系統默認設備將高亮顯示在列表框中。你可以通過該列表框選擇你想要的輸入設備。
4．打開Source (狀態3到4)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_IDENTITY / MSG_OPENDS
該操作可以打開你選擇的Source(圖像輸入設備)，同時，Source Manager會給該Source分配一個唯一的標識符。你要把打開的這個Source放在一個指定的結構中，以便於在後面和該Source進行通訊。
5．設置Source的性能參數 (狀態4期間)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_CAPABILITY / MSG_GET
DG_CONTROL / DAT_CAPABILITY / MSG_SET
這裏有兩個Triplets操作，通過使用這兩個操作可以去查詢當前設備是否支持的某種功能，如果支持，還可以獲得設備功能的當前值、默認值、以及可以重新設置的範圍。你還可以根據查詢的結果，按你的要求去重新設置該功能的當前值。
6．請求從Source獲取數據 (狀態4到5)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_USERINTERFACE / MSG_ENABLEDS
通過該操作，可以讓Source顯示它的用戶界面，Source會去爲數據傳輸作準備。
7．認數據準備傳輸 (狀態5到6)
Triplets 操作：DG_CONTROL /DAT_EVENT / MSG_PROCESSEVENT
首先要說明一下，從狀態5到狀態6的這個過程，不是由你的應用程序通過Triplets操作來發起的。而是當Source準備好去傳輸數據時，它會發出一個事件信號來實現的。你的應用程序應該要去檢查這個事件信號。
如何去檢查這個事件信號？我們在加載Source Manager時，就爲Source指定了一個父窗口，Source會把它事件信號封裝成一個Windows的消息結構發送給它的父窗口。你可以在這個窗體的消息循環中去，使用 DG_CONTROL /DAT_EVENT / MSG_PROCESSEVENT操作，來判斷Source是否有事件發生。MSG_XFERREADY就表示這個過程的狀態位從5變爲6了。
8．開始進行數據傳輸 (狀態6到7)
Triplets 操作：DG_IMAGE / DAT_IMAGEINFO / MSG_GET
DG_IMAGE / DAT_IMAGENATIVEXFER / MSG_GET
在開始數據傳輸前，可以通過 DG_IMAGE / DAT_IMAGEINFO / MSG_GET 操作，去獲得將要傳輸的圖像的相關信息，比如位圖大小、寬度、長度…。
通過 DG_IMAGE / DAT_IMAGENATIVEXFER / MSG_GET 操作，可以實現使用本地傳輸模式去傳輸數據。傳輸結束了，Source 將給它的父窗口一個 PM_XFERDONE 的消息。Source將在 DSM_Entry() 中返回爲一個指向 DIB 位圖的指針。
9．中止傳輸 (狀態7到6到5)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_PENDINGXFERS / MSG_ENDXFER
在每次數據傳輸結束(成功、退出)後，可以發送該操作給Source，去表示應用程序已經接受完了所有的數據了。同時還可以根據它的返回值，去檢查是否有其它的圖像等待傳送。
10．斷開TWAIN會話 (狀態5到4)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_USERINTERFACE / MSG_DISABLEDS
該操作讓打開Source失效。
11．關閉Source (狀態4到3)
Triplets 操作：DG_CONTROL / DAT_IDENTITY / MSG_CLOSEDS
該操作可以關閉指定的Source。
12．關閉Source Manager(狀態3到2)
Triplets 操作： DG_CONTROL / DAT_PARENT/MSG_CLOSEDSM
關閉打開的Source Manager。
七、TWAIN的數據傳輸模式
TWAIN定義了三種模式用於Source 到Application的數據傳輸：本地模式、文件模式,和緩存模式。現在對每種模式進行一個簡單的介紹。
注：對於音頻數據的傳輸，只能選擇本地模式或者文件模式來進行傳輸。
本地模式
所有的輸入設備都支持這種本地數據傳輸模式，同時它也是TWAIN默認的數據傳輸模式，並且它還是最容易使用的數據傳輸模式。但是，它有一定的侷限性，它傳輸的數據必須是DIB 圖像數據，並且在傳輸時，會受到系統內存大小限制。
傳輸數據的格式: DIB (Device-Independent Bitmap)
使用該模式，在數據傳輸時Source分配一塊單獨的內存區域，並把圖形數據寫入這個內存區域內。然後它通過一個指向該內存地址的指針告訴Application，數據存放在什麼地方。你的應用程序通過訪問該內存區域去獲得具體的圖像數據。注意，Application在獲得數據後要負責去釋放這部分的內存。如果你的圖像數據大於系統當前可用內存，會導致傳輸失敗。
文件模式
該模式是讓Application 創建一個文件，這個文件用於儲存傳輸的數據，Source將對該文件進行讀寫操作。Source將把要傳輸的數據寫到該文件中，你的應用程序通過訪問該文件，就可以獲得傳輸的數據。
在使用本地模式傳輸一個大的圖像文件時，如果內存不夠大，可以考慮使用文件傳輸模式來傳輸。文件傳輸模式與緩存傳輸模式相比，在使用方法上要簡單些，但是該模式在傳輸速度上比緩存模式的傳輸速度要慢一些，並且在數據傳輸完畢後，你的應用程序還必須去管理這個數據文件。
緩存模式
緩存模式在整個傳輸過程中，將使用一個或多個內存緩存區，內存緩存區的分配和釋放工作由Application來控制。在傳輸過程中，傳輸數據被當作一個未知格式的位圖。Application必須使用TW_IMAGEINFO 和 TW_IMAGEMEMXFER操作，去得到各個緩存區的信息並把它們正確組織爲一個完整的位圖。
如果使用本地模式 或 文件模式 去傳輸數據，整個傳輸過程在只需要一個Triplets操作就可以完成。如果使用 緩存模式 傳輸數據, 你的應用程序可能需要使用多個Triplets操作，不停地去獲得緩存區的數據信息。但是，該傳輸模式具有很好的靈活性, 可以很好的去控制獲得的數據，只不過在編程應用上要麻煩一些。
八、TWAIN的應用實現
好了，看了前面的對TWAIN的介紹，現在我們就動手開始進行實際的編程吧。在這裏，只進行一個最簡單的應用實現。我們的應用程序不去設置設備的性能參數，不選擇其它數據傳輸模式，僅僅使用TWAIN的默認的本地傳輸模式方式，去獲得圖像數據。
在進行實際編程應用前，我們可以先安裝TWAIN提供的工具包。它不僅提供了TWAIN應用的例程，還可以在你的計算機系統上安裝一個虛擬的圖像輸入設備(TWAIN_32 Sample Source )。這對於沒有掃描儀、數碼相機的開發者，提供了一個很好的測試設備。TWAIN工具包的下載地址：http://www.twain.org/devfiles/twainkit.exe 。
由於TWAIN目前提供的是基於C的編程接口，所以我們這裏採用VC作爲開發工具。我們可以建一個自己的TWAIN類。把一些Triplets操作封裝成這個類的成員函數。以便於程序調用。記住：在你的項目中要加入TWAIN提供的頭文件。
前面已經介紹了，在進行TWAIN的操作前，如何加載TWAIN_32.dll文件，獲得DSM_Entry()函數指針。下面僅簡單介紹一下其他的成員函數。
1． 打開Source Manager
int CTwain::OpenSourceManager(void)
{
TW_UINT16 rc;
. . .
// lpDSM_Entry 是指向DSM_Entry的函數指針
rc = (*lpDSM_Entry) (&AppID, NULL,
DG_CONTROL,DAT_PARENT,MSG_OPENDSM, // hPWnd 是指定爲Source的父窗口的句柄
(TW_MEMREF) & (*hPWnd)) ;
switch (rc) // 檢查打開Source Manager是否成功
{
case TWRC_SUCCESS: // 成功
. . .
case TWRC_CANCEL:
. . .
}
. . .
}
2．打開Source
int CTwain::OpenSource(void)
{
TW_UINT16 rc;
rc = (*lpDSM_Entry) (&AppID,NULL,
DG_CONTROL,DAT_IDENTITY,MSG_OPENDS,
(TW_MEMREF) &SourceID); // SourceID 是要求打開Source
switch (rc) // 檢查打開Source Manager是否成功
{
case TWRC_SUCCESS: // 成功
. . .
}
. . .
}
3．處理Source的事件
int CTwain::DealSourceMsg(MSG *pMSG)
{
TW_UINT16 rc = TWRC_NOTDSEVENT;
TW_EVENT twEvent;
twEvent.pEvent = (TW_MEMREF) pMSG;
rc = (*lpDSM_Entry) (&AppID,&SourceID,
DG_CONTROL,DAT_EVENT,MSG_PROCESSEVENT,
(TW_MEMREF) &twEvent);
switch (twEvent.TWMessage)
{
case MSG_XFERREADY: // Source準備好傳輸數據了 iStatus=6
iStatus=6;
GetBmpInfo();
DoNativeTransfer();
case MSG_CLOSEDSREQ: // 關閉 Source 用戶界面的申請
case MSG_CLOSEDSOK:
case MSG_NULL:
}
. . .
}
4．使用本地模式傳輸數據
int CTwain::DoNativeTransfer(void)
{
TW_UINT32 hBitMap = NULL; // 指向圖像數據地址
TW_UINT16 rc;
HANDLE hbm_acq = NULL;
rc = (*lpDSM_Entry)(&AppID,&SourceID,
DG_IMAGE,DAT_IMAGENATIVEXFER,MSG_GET,
(TW_MEMREF)&hBitMap);
switch (rc)
{
case TWRC_XFERDONE: // 數據傳輸完成
hbm_acq = (HBITMAP)hBitMap;
// 把圖像數據地址通過消息發送給應用程序
// 應用程序通過就可以通過 hbm_acq 來處理圖像數據
SendMessage(*hPWnd, PM_XFERDONE, (WPARAM)hbm_acq, 0);
iStatus = 7;
break;
case TWRC_CANCEL:
case TWRC_FAILURE:
}
. . .
}
5．應用程序處理圖像數據
LRESULT CTwainAppView::WindowProc(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
if (message==PM_XFERDONE) // 收到 PM_XFERDONE 消息
{
HBITMAP hBmp=FixUp(HANDLE(wParam)); // 圖像轉換處理
Bitmap *pBm=0; // GDI+的Bitmap對象
pBmp=pBm->FromHBITMAP(hBmp,hDibPal);
Invalidate();
. . .
}
return CView::WindowProc(message, wParam, lParam);
}
6．在應用程序的視圖窗口上繪圖
void CTwainAppView::OnDraw(CDC* pDC)
{
. . .
// 使用 GDI+ 在視圖上 繪圖
Graphics myGraphics ( pDC->m_hDC ) ;
myGraphics.DrawImage ( pBmp , 0, 0,
pBmp->GetWidth(), pBmp->GetHeight() );
. . .
}
我對twain也只是瞭解很少的一部分，還有很多功能沒有實現，比如如何設置設備的性能參數、如何使用不同的數據傳輸模式、如何獲得圖像的佈局，如何傳輸壓縮的圖像數據、如何更改Source Manager的用戶界面等等。希望領導和同事多多指導交流。