计算机软件工程基础课件,高等教育出版社,第.ppt

第8章 图形设备接口,第8章 图形设备接口,8.1 图形设备接口介绍 8.2文本和字体 8.3 简单图形绘制 8.4 基础实例字体应用程序 8.5 提高实例绘图应用程序 8.6 本章小结 8.7 思考练习题,8.1 图形设备接口介绍,图形设备接口（graphics device interface，GDI）是Windows提供的一个支持图形编程处理的抽象接口。GDI作为Windows的一个组成部分，提供了各种各样的绘图工具。应用程序通过GDI与设备打交道，GDI通过不同设备提供的驱动程序将绘图语句转换为对应的绘图指令，避免了用户直接对硬件进行操作，从而实现设备无关性。所谓设备无关性，是指操作系统屏蔽了硬件设备的差异，使用户编程时不用过多考虑设备的类型，如不同种类的显示器或打印机等。,8.1.1设备环境类,Windows设备环境是GDI的关键元素，GDI作为一个编程接口，提供了大量的与设备无关的图形处理函数，这些函数定义在Windows的三个核心动态链接库之一的Gdi32.dll中，编程时可以通过调用GDI函数绘制不同形状、颜色和类型的图形。MFC对GDI函数和绘图对象进行了封装，因此可以更方便地利用MFC中有关图形处理的类进行图形绘制。,8.1.1设备环境类,图8-1说明了Windows应用程序绘图的过程。,8.1.1设备环境类,MFC提供的DC类包括CDC类、CPaintDC类、CClientDC类、CWindowDC类和CMetaFileDC类等，其中CDC类是MFC设备环境类的基类，其他的MFC设备环境类都是CDC类的派生类。下面对这几个类进行简要介绍。 1）CDC类 CDC类既可作为其他MFC设备环境类的基类，又可作为一般的设备环境类使用,8.1.1设备环境类,为创建新的CDC设备描述表对象必须调用构造函数CDC：CDC()，接着是初始化。 初始化有如下三种方法： CreateDC()为指定设备，创建设备描述表。如果DC已经创建，则CreateDC()方法返回True值，否则返回False。 CreateIC()为指定设备创建信息描述表以获取使用设备信息，而无需创建设备描述表。 CreateCompatibleDC()创建新存储设备描述表，它与现有 设备描述表兼容。,8.1.1设备环境类,2）CPaintDC类 CPaintDC类是OnPaint函数使用的设备环境类，它代表一个窗口的绘图画面，只在相应WM_PAINT消息的函数中使用，大多数情况是在OnPaint()函数中使用。当应用程序窗口出于某种原因需要更新时，系统会想应用程序发送WM_PAINT消息，从而调用OnPaint()函数。在CView类的成员函数OnPaint中就这样定义了一个设备环境。,8.1.1设备环境类,void CView:OnPaint() /定义一个设备环境 CPaintDC dc(this); OnPrepareDC( 由于基类CView的OnPaint函数调用了OnDraw函数，因此编程时经常在OnDraw函数中输出图形。,8.1.1设备环境类,3）CClientDC类 CClientDC类可能是使用最多的CDC的派生类，它代表了客户区设备环境，因此所有使用CClientDC类对象完成的绘图操作都位于窗口的客户区内。客户区是指程序窗口中不包括边框、标题栏、菜单栏、工具栏和状态栏等界面元素的内部绘图区。当在客户区绘图时，需要利用CClientDC类定义一个客户区设备环境。,8.1.1设备环境类,4）CWindowDC类 CWindowDC类代表了整个程序窗口设备环境，包括窗口边框、标题栏和菜单栏等非客户区和客户区，因此使用窗口设备环境可以在整个程序窗口内绘图。 5）CMetaFileDC类 CMetaFileDC类是用于创建一个Windows图元文件的设备环境。Windows图元文件包含了一系列GDI绘图命令，使用这些信息可以重复创建所需的图形或文本。,8.1.2 GDI对象,Windows GDI提供了一些绘图对象，这些GDI对象是Windows图形设备接口的抽象绘图工具，程序通过GDI对象来设置绘图的工具和风格。GDI对象包含画笔、画刷、字体、位图和调色板。,8.1.2 GDI对象,GDI类在MFC中的层次结构如图8-2所示。,8.1.2 GDI对象,MFC的CDC类提供了成员函数SelectObject，用于选择用户自己创建的GDI对象，该函数有多种重载形式，可以选择用户已定制好的画笔、画刷、字体和位图等不同类型的GDI对象。 访函数常用的重载形式如下所示： CPen* SelectObject(CPen* pPen); CBrush* SelectObjec(CBrush* pBrush); Virtual CFont* SelectObject(CFont* pFont); CBitmap* SelectObject(CBitmap* pBitmap);,8.1.2 GDI对象,上述函数的参数是一个指向用户已定制好的GDI对象的指针，选择操作成功时函数将返回以前GDI对象的指针，否则返回NULL。 MFC的CDC类还提供了成员函数DeleteObject,用于释放创建的GDI对象。使用方式如下： GdiObjectName.DeleteObject(); 其中GdiObjectName是用户将要释放的GDI对象的名称。,8.1.2 GDI对象,Windows GDI提供了一些绘图对象，这些GDI对象是Windows图形设备接口的抽象绘图工具，程序通过GDI对象来设置绘图的工具和风格。GDI对象包含画笔、画刷、字体、位图和调色板等。GDI对象类在MFC中的层次结构如图8-2所示。,MFC的CDC类提供了成员函数SelectObject，用于选择用户自己创建的GDI对象，该函数有多种重载形式，可以选择用户已定制好的画笔、画刷、字体和位图等不同类型的GDI对象。该函数常用的重载形式如下所示： CPen*SelectObject(CPen*pPen); CBrush*SelectObject(CBrush*pBrush); Virtual CFont*SelectObject(CFont*pFont); CBitmap*SelectObject(CBitmap*pBitmap);,1.使用GDI对象绘图 绘图工具的使用包括创建GDI对象、选择GDI对象、使用GDI对象绘图和使用后释放GDI对象等步骤。 （1）定义一个GDI对象（如CPen对象、CBrush对象），然后用相应的函数（如CreatePen()、CreateSolidBrush()）创建此GDI对象。但要注意，有些GDI派生类的构造函数允许用户提供足够的信息，从而一步即可完成对象的创建任务，如CPen类、CBrush类。 （2）将构造的GDI对象选入当前设备环境中，并将原来的GDI对象保存起来。 （3）绘图结束后，恢复当前设备环境中原来的GDI对象。,注意：对于显示设备环境来说，在每个消息控制函数的入口处，设备环境都是未被初始化的，当函数退出之后，在该函数内部所进行的任何GDI选择都不再有效，因此，每次都必须从头开始设置设备环境。,2.库存的GDI对象 除了自定义的GDI对象外，Windows还包含了一些预定义的库存GDI对象。由于它们是Windows系统的一部分，因此用户不用删除它们。CDC的成员函数SelectStockObject可以把一个库存对象选入当前设备环境中，并返回原先被选中的对象指针，同时使原先被选中的对象从设备环境中分离出来。,函数SelectStockObject可选用的库存GDI对象类型可以是下列值之一： BLACK_BRUSH：黑色画刷。 DKGRAY_BRUSH：深灰色画刷。 GRAY_BRUSH：灰色画刷。 HOLLOW_BRUSH：中空画刷。 LTGRAY_BRUSH：浅灰色画刷。 NULL_BRUSH：空画刷。 WHITE_BRUSH：白色画刷。 BLACK_PEN：黑色画笔。 NULL_PEN：空画笔。 WHITE_PEN：白色画笔。 DEVICE_DEFAULT_FONT：设备的默认字体。 SYSTEM_FONT：系统字体。,画笔和画刷是GDI对象中最常用的两个绘图对象,它们在绘图时可以同时使用。其中，画笔用于设置画线的方式，包括点、直线和曲线以及封闭几何图形周围的边线（如矩形和椭圆等），而画刷用于设置封闭图形内部区域的绘制方式。 当然，绘图的最终效果不完全取决于画笔和画刷的设置，还可以通过设置绘图模式进行修正。CDC类的成员函数SetROP2()用于设置绘图模式，该函数声明如下： int SetRop2(int nDrawMode);,8.1.3 映射模式,映射模式确定了在绘制图形时所依据的坐标系，它定义了逻辑单位的实际大小、坐标增长方向。所有映射模式的坐标原点均在设备输出区域（如客户区或打印区）的左上角。此外,对于某些映射模式，用户还可以自定义窗口的长度和宽度，设置视图区的物理范围。,8.1.3 映射模式,可以使用CDC:SetMapMode函数更改映射模式，并使用CDC:SetViewportOrg和CDC:SetWindowOrg函数移动逻辑坐标系的原点。Windows支持8种映射模式.,表8-2 映射模式,8.1.3 映射模式,如果希望坐标系的原点在显示区域中央而不是左上角，可以使用CDCLSetWindowOrg或CDC:SetViewportOrg初始化一个名为Rect的CRect对象以及窗口工作区的设备坐标，并且DC表示工作区设备上下文，则下例将坐标的原点移动到工作区：,CRect rect; GetClientRect(rect); pDC-SetViewportOrg(rect.Width()/2,rect.Height()/2);,8.1.4 自定坐标系统,Windows为应用程序提供了两类坐标：设备坐标和逻辑坐标。 Win32 API和MFC都提供了屏幕坐标向窗口坐标和客户区坐标、窗口坐标和客户区坐标向屏幕坐标的坐标转换函数，它们的原型如下：,8.1.4 自定坐标系统,BOOL ClientToScreen(HWND hWnd,LPPOINT lpPoint); BOOL ScreenToClient(HWND hWnd,LPPOINT lpPoint); BOOL CWindow:ClientToScreen(LPPOINT lpPoint); BOOL CWindow:ClientToScreen(LPRECT lpRect); BOOL CWindow:ScreenToClient(LPPOINT lpPoint); BOOL CWindow:ScreenToClient(LPRECT lpRect); BOOL CWnd:ClientToScreen(LPPOINT lpPoint); BOOL CWnd:ClientToScreent(LPRECT lpRect); BOOL CWnd:ScreenToClient(LPPOINT lpPoint); BOOL CWnd:ScreenToClient(LPRECT lpRect);,8.1.4 自定坐标系统,Win32 API 和MFC都提供了逻辑坐标和设备坐标相互转换的函数，它们的原型如下： BOOL DPtoLP(HDC hdc,LPPOINT lpPoints,int nCount); BOOL LPtoDP(HDC hdc,LPPOINT lpPoints,int nCount); void CDC:DPtoLP(LPPOINT lpPoints,int nCount=1); void CDC:DPtoLP(LPRECT lpRect); void CDC:DPtoLP(LPSIZE lpSize); void CDC:LPtoDP(LPPOINT lpPoints,int nCount=1); void CDC:LPtoDP(LPRECT lpRect); void CDC:LPtoDP(LPSIZE lpSize);,8.2文本和字体,很多Windows应用程序都需要显示文本，并且文本还是一些应用程序的主要处理对象，如微软的字体处理软件Word。文本与字体密切相关，字体决定了输出文本的外观特性，合适的字体可以增强文本的表现力。Windows为文本的显示提供了多种字体支持，而在程序中用户可以创建不同风格的逻辑字体来输出文本。,8.2.1 将对象选入设备（DC）,无论何时将一个非常备对象选入DC，都最好记入前一个被选入DC的对象。当使用SelectObject函数时，会得到一个指向对象的指针。例如，如果使用SelectObject函数把最新创建的字体选入DC，则返回指向CFont对象的指针。在选择非常备字体之前，可以记录被选入DC的字体，如下所示： CFont *pOldFont; pOldFont=pDC-SelectObject(,8.2.1 将对象选入设备（DC）,当使用完非常备字体（或其他GDI对象）之后，必须将旧字体选回到DC中。如果说新创建的GDI对象在开发人员试图删除它（或对象的析构函数试图删除它）的时候，仍然在DC中，则删除失败；该GDI对象占用的内存被锁定，直至应用程序退出。以下是当使用完非常备GDI对象后，应该添加的最后一行代码： pDC-SelectObject(pOldFont);,8.2.1 将对象选入设备（DC）,以下例子显示了如何获得一个常备字体： CFont fontStock; fontStock.CreateStockObject(ANSI_FIXED_FONT); 与其绘图属性一样，在字体影响输出外观之前， 必须被连接到DC上。为了将字体连接到DC上，应调用CDC：SelectObject函数。例如，以下代码将刚创建的字体连接到DC上： pDC-SelectObject(,8.2.1 将对象选入设备（DC）,另外，还可以选择非常备字体，但为了选择一种常备字体以外的字体，必须向GDI提交字体请求。表示字体请求的一种方式是使用LOGFONT（逻辑字体）数据结构。为了将字体请求提交给GDI，开发人员要填写此数据结构，并将它传递到CFont的初始化函数CFont:CreateFontIndirect中。此函数名称中的“Indirect”指明函数带有一个指针参数。另一个初始化函数CFont:CreateFont带有一系列参数，这些参数合在一起，与LOGFONT匹配。,8.2.2 字体的属性和创建,字体的属性有很多，但主要有字样、风格和尺寸 3个。 字样是字符书写和显示时表现出的特定模式，例如，对于汉字，通常有宋体、楷体、仿宋、黑体、隶 书以及幼圆等多种字样。 字体风格主要表现为字体的粗细和是否倾斜等特点。GDI+为用户提供了一些预定义的字体风格： FontStyleBold(加粗) FontStyleRegular(正常) FontStyleItalic(斜体) FontStyleBoldItalic (粗斜体) FontStyleUnderline(下划线) FontStyleStrikeout(删除线)。,8.2.2 字体的属性和创建,下面代码说明了如何利用CreatePointFont函数创建自己的字体。 CClientDC dc(this); /获取设备环境 CFont fntNew,*pfntOld; fntNew.CreatePointFont(200,”Arial”, /删除自定义字体,8.2.2 字体的属性和创建,使用CreateFontIndirect（）函数和LOGFONT结构创建字体的代码如下所示。 CFont font; LOGFONT LogFnt; memset(,8.2.4 输出文本,文本的最终输出不仅依赖于文本的字体，而且还和文本的颜色、对齐方式等有很大关系。CDC类提供了4个输出文本的成员函数： 1. TextOut( ) 2. DrawText( ) 3. ExtTextOut( ) 4. TabbedTextOut( ),8.2.4 输出文本,输出文本的具体实现方法是首先。建立一个SDI应用程序，然后在OnDraw()函数中添加如下代码： void COutfontView:OnDraw(CDC* pDC) COutfontDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here CRect rc(10,10,200,140); pDC-Rectangle(rc); pDC-DrawText(“单行文本居中“,rc,DT_CENTER|DT_VCENTER|DT_SINGLELINE); /将矩形向右偏移200 rc.OffsetRect(200,0); pDC-Rectangle(rc); /将一个Tab位的值指定为40个逻辑单位,8.2.4 输出文本,int nTab=40; /使用自定义的停止位(Tab) pDC-TabbedTextOut(rc.left,rc.top,“绘制tTabt文本t示例“,1, ,8.2.4 输出文本,上述代码的运行结果如图8-3所示。,8.3 简单图形绘制,进行绘图除了需要作为画布用的设备环境，还需要使用一些绘图工具，这些绘图工具又统称为GDI对象。画笔（pen）和画刷（brush）是GDI中两种最重要的绘图工具，画笔用于绘制各种直线和曲线（包括几何图形的边线），画刷用于填充封闭几何图形的内部区域。在默认状态下，当用户获取一个设备环境并在其中绘图时，系统使用设备环境默认的绘图工具及其属性。如果要使用不同风格和颜色的绘图工具进行绘图，必须重新为设备环境设置自定义的画笔、画刷等绘图工具。,8.3.1 创建画笔,画笔是一个GDI对象，一般用于绘制直线和曲线以及描画图形轮廓。定义画笔涉及3个关键特性：风格、宽度和颜色。 创建GDI画笔的最简单方式是构造一个CPen对象，并给它传递定义画笔的参数。 创建GDI画笔的第2种方式是使用无参数的构造函数，然后调用CPen:CreatePen,CPen:CreatePenIndirect或者CPen:CreateStockObject函数来定义画笔的风格、宽度和颜色属性。,8.3.1 创建画笔,为了使基本画笔风格中至少有一种符合要求，CPen类还提供了一个单独的构造函数，用于支持各种不同风格选项的修饰和几何画笔。 LOGBRUSH LogBrush; LogBrush.lbStyle=BS_SOLID; LogBrush.lbColor=RGB(0,255,0); CPen Pen(PS_GEOMETRIC|PS_SOLID |PS_ENDCAP_FLAT|PS_JOIN_ROUND,16, ,8.3.1 创建画笔,通过将绘图命令放置到CDC:BeginPath函数和CDC:EndPath函数调用之间，即可定义一个路径. pDC-BeginPath(); pDC-MoveTo(0,0); pDC-LineTo(200,0); pDC-LineTo(200,200); pDC-LineTo(0,200); pDC-CloseFigure(); pDC-EndPath(); pDC-StrokePath();,8.3.2 创建画刷,画刷是用于创建实心图形和渲染文本的GDI对象，并由CBrush类进行了封装。画刷有3种基本变形：原色画刷、阴影画刷以及图案画刷。CBrush类为各种画刷风格提供了构造函数。通过将COLORREF值传递到CBrush构造函数中，可以进一步生成原色画刷，如下所示： CBrush Brush(RGB(255,0,0);,8.3.2 创建画刷,通过创建一个未初始化的CBrush对象并调用CBrush:CreateSolidBrush函数能够生成原色画刷， 通过将阴影索引以及COLORREF值传递给CBrush的构造函数，或者通过调用CBrush:CreateHatchBrushIndirect，可以创建阴影画刷。,8.3.2 创建画刷,Windows可以使用以下7种常备画刷： BLACK_BRUSH DKGRAY_BRUSH GRAY_BRUSH LTGRAY_BRUSH HOLLOW_BRUSH NULL_BRUSH WHITE_BRUSH,8.3.3 简单图形绘制,图形的绘制通常需要先创建画笔和画刷，然后调用CDC类的绘图函数。MFC为用户提供了许多函数，其中包括画点、线、矩形、多边形、圆弧、椭圆、扇形等。,8.3.3 简单图形绘制,1画点 画点是最基本的绘图操作之一，可以通过SetPixel或SetPixelV函数来实现。这两个函数都是用于在指定的坐标上设置指定的颜色，只不过SetPixelV函数不需要返回实际像素点的RGB值。 COLORREF SetPixel(int x,int y,COLORREF crColor); COLORREF SetPixel(POINT point,COLORREF crColor); BOOL SetPixelV(int x,int y,COLORREF crColor); BOOL SetPixelV(POINT point,COLORREF crColor);,8.3.3 简单图形绘制,2画线 LineTo函数正是经当前位置所在点为直线起始点，另指定直线终点画出一段直线的。其原型如下： BOOL LineTo(int x,int y); BOOL LineTo(POINT point); 如果当前要画的直线并不与上一条直线的终点相接，那么应该调用MoveTo函数来调整当前位置。此函数不但可以用于更新当前位置，而且还可以用于返回更新前的当前位置。其函数原形如下： CPoint MoveTo(int x,int y); CPoint MoveTo(POINT point);,8.3.3 简单图形绘制,3折线 主要有Polyline、PolyPolyline和PolylineTo 3个函数 BOOL Polyline(LPPOINT lpPoints,int nCount); BOOL PolylineTo(const POINT*lpPoints,int nCount); 这两个函数用于画一系列连续的折线。 BOOL PolyPolyline(const POINT * lpPoint,const DWORD * lpPolyPoints,int nCount); 此函数可用于绘制多条折线。其中lpPoints同前定义，lpPolyPoints表示各条折线所需的顶点数，nCount表示折线的数目。,8.3.3 简单图形绘制,4矩形和圆角矩形 Rectangle和RoundRect函数分别用于矩形和圆角矩形的绘制，它们的原型如下： BOOL Rectangle(int x1,int y