《Visual C++程序设计教程》第八章图形设备接口.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 graphicsdeviceinterface 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 voidCView OnPaint 定义一个设备环境CPaintDCdc 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 2GDI对象 WindowsGDI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 2GDI对象 GDI类在MFC中的层次结构如图8 2所示 8 1 2GDI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 VirtualCFont SelectObject CFont pFont CBitmap SelectObject CBitmap pBitmap 8 1 2GDI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 2GDI对象 WindowsGDI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 VirtualCFont 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 intSetRop2 intnDrawMode 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 CRectrect 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 Win32API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 BOOLClientToScreen HWNDhWnd LPPOINTlpPoint BOOLScreenToClient HWNDhWnd LPPOINTlpPoint BOOLCWindow ClientToScreen LPPOINTlpPoint BOOLCWindow ClientToScreen LPRECTlpRect BOOLCWindow ScreenToClient LPPOINTlpPoint BOOLCWindow ScreenToClient LPRECTlpRect BOOLCWnd ClientToScreen LPPOINTlpPoint BOOLCWnd ClientToScreent LPRECTlpRect BOOLCWnd ScreenToClient LPPOINTlpPoint BOOLCWnd ScreenToClient LPRECTlpRect 8 1 4自定坐标系统 Win32API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 BOOLDPtoLP HDChdc LPPOINTlpPoints intnCount BOOLLPtoDP HDChdc LPPOINTlpPoints intnCount voidCDC DPtoLP LPPOINTlpPoints intnCount 1 voidCDC DPtoLP LPRECTlpRect voidCDC DPtoLP LPSIZElpSize voidCDC LPtoDP LPPOINTlpPoints intnCount 1 voidCDC LPtoDP LPRECTlpRect voidCDC LPtoDP LPSIZElpSize 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 CFontfontStock 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 CClientDCdc this 获取设备环境CFontfntNew 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 CFontfont LOGFONTLogFnt 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 voidCOutfontView OnDraw CDC pDC COutfontDoc pDoc GetDocument ASSERT VALID pDoc TODO adddrawcodefornativedatahereCRectrc 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200rc 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 intnTab 40 使用自定义的停止位 Tab pDC TabbedTextOut rc left rc top 绘制 tTab t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 LOGBRUSHLogBrush LogBrush lbStyle BS SOLID LogBrush lbColor RGB 0 255 0 CPenPen 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 CBrushBrush 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 BRUSHDKGRAY BRUSHGRAY BRUSHLTGRAY BRUSHHOLLOW BRUSHNULL BRUSHWHITE 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 COLORREFSetPixel intx inty COLORREFcrColor COLORREFSetPixel POINTpoint COLORREFcrColor BOOLSetPixelV intx inty COLORREFcrColor BOOLSetPixelV POINTpoint COLORREFcrColor 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 BOOLLineTo intx inty BOOLLineTo POINTpoint 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 CPointMoveTo intx inty CPointMoveTo POINTpoint 8 3 3简单图形绘制 3 折线主要有Polyline PolyPolyline和PolylineTo3个函数BOOLPolyline LPPOINTlpPoints intnCount BOOLPolylineTo constPOINT lpPoints intnCount 这两个函数用于画一系列连续的折线 BOOLPolyPolyline constPOINT lpPoint constDWORD lpPolyPoints intnCount 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 BOOLRectangle intx1 inty1 intx