第十章图形处理.doc

第十章 图形处理教学目标：通过本章的学习，使学生掌握VB.NET绘图的基础知识，能够灵活运用GDI+提供的功能绘制自定义图形。教学类型：利用多媒体手段直观讲授，引导学生熟悉图形的处理，掌握图形程序设计的一般方法和步骤。教学内容：VB.NET的GDI (Graphics Device Interface图形设备接口)提供了强大的绘图功能，是微软公司为程序员提供的针对Windows平台的新一代二维图形系统。它的完全面向对象的特征和优良设计在保证高效率的同时，也为程序员绘制各种各样的图形和显示图像提供了简单易用的接口。10.1 绘图的基础知识一、GDI+概述GDI+是对“图形设备接口(GDI)”的一个扩展，是一套特殊的“应用程序编程接口(API)”。它所提供的类可用于创建二维矢量图形(“矢量”是创建图形的一种高性能技术）、操纵字体以及插入图像。GDI+在扩展GDI 的同时，还简化了编程模型并添加了一些新特性，比如图形路径、扩展的图像文件支持以及alpha 混合等等。使用GDI+API，程序员可以灵活地创建图像，不必关心图形硬件和运行平台的细节。二、相关类分布的命令空间GDI+在System.Drawing.Dll程序集中定义，它的相关类都分布在以下命令空间。System.Drawing：提供了对 GDI+ 基本图形功能的访问。System.Drawing2D：提供高级的二维和矢量图形功能。System Imaging ：提供高级 GDI+ 图像处理功能。System.Drawing.Text：允许用户创建和使用多种字体。三、GDI+的坐标系统所谓“坐标系统”是对屏幕上的每个点进行标识的一种方案。GUI组件（比如Panel 或Form ）左上角的坐标默认为（0 , 0）,一对坐标同时含有x坐标（水平坐标）和y坐标（垂直坐标）。x 坐标是距离左上角的水平距离(朝右）,y 坐标是距离左上角的垂直距离（向下）。我们要指定( x , y)坐标，以便将文本和图形定位在屏幕上。坐标单位是像素（ 图形元素），即显示器能分辨的最小单元。不同显示器可能采用不同分辫率，所以像素在这些显示器上的密度是不同的，这可能导致图形大小在不同显示器上有所区别。10.2 用GDI+绘图 Graphics类封装了GDI+的绘图画板，是GDI+绘图的核心类。创建Graphics对象，然后才可以使用GDI+绘制线条和形状、呈现文本或显示与操作图像。处理图形包括以下两个步骤： (1）创建Graphics对象。 (2）使用Graphics 对象绘制线条和形状、呈现文本或显示与操作图像。一、创建Graphics 对象 Graphics 类提供将对象绘制到显示设备的方法，它与特定的设备上下文关联。1Paint 事件处理程序中的PaintEventArgs在窗体或控件的 Paint 事件中接收对图形对象的引用，作为 PaintEventArgs 的一部分。 在为控件创建绘制代码时，通常会使用此方法来获取对图形对象的引用。要获取对Paint事件的PaintEventArgs中Graphics对象的引用 ，需要完成以下步骤：(1) 声明Graphics对象。(2) 分配变量来引用作为PaintEventArgs的一部分传递的Graphics 对象。(3) 插入代码来绘制窗体或控件。例10-1：演示如何从Paint事件中的PaintEventArgs引用Graphics 对象。2CreateGraphics 方法通过调用从 System.Windows.Forms.Control 继承的对象的 Control.CreateGraphics 方法来实现。调用某控件或窗体的CreateGraphics方法来获取对Graphics 对象的引用，该对象表示该控件或窗体的绘图表面。如果想在已存在的窗体或控件上绘图，则可使用此方法。例如： Dim g as Graphics gMe.CreateGraphics3从Image 对象创建从继承来自“图像”的任何对象创建Graphics 对象，此方法在用户需要更改已存在的图像时十分有用。可以从Image类派生的任何对象创建Graphics对象，为此需要调用Graphics.FormImage方法，并提供要从其中创建Graphics对象的Image变量的名称。例10-2 ：演示了如何使用Bitmap对象二、绘制和操作图形Graphics 对象在创建后，可用于绘制线条和形状、呈现文本或显示与操作图像。与Graphics对象一起使用的用户对象有以下几种：(1) Pen类：用于绘制线条、勾勒形状轮廓或呈现其他几何表示形式。(2) Brush类：用指定的颜色、样式、纹理来填充封闭的图形。(3) Font 类：提供有关在显示文本时要使用的样式说明。(4) Color结构：用来描述对象的颜色和透明度。用GDI+绘制图形，先获取图形对象的引用，然后创建Pen用于轮廓的描绘或Brush用于封闭图形的填充，然后再绘制各种形状的图形。1创建Graphics 对象例如VB.NET包含一个对Buttonl图形对象的引用，则可定义如下：Dim g as Graphics=Buttonl.CreateGraphics2用Pen绘制图形Pen 对象存储要绘制项的颜色、宽度和线型属性，将 Pen 对象作为参数之一传递给绘制方法。例如，演示 DrawRectangle 方法的一个变体接收一个 Pen 对象和四个整数，并绘制一个宽 100、高 50 且左上角位于 (20, 10) 的矩形：创建用于绘制线条的Pen 类的实例，设置所有相应的属性等。 3用brush填充图形Pen对象定义了封闭图形的轮廓线的属性，而图形内部属性可以用Brush类来定义。GDI+提供了几个笔刷来填充内部轮廓，几种填充形式都是Brush类的派生类。(1) 用单色填充图形SolidBrush类是一个单色填充类，其功能是用一种颜色填充图形，因此该类只有一种属性，即Color（颜色）属性。创建一个SolidBrush 对象，然后将SolidBrush对象传送给图形对象中的一个填充方法的参数。例10-3：用红色填充一个椭圆(2) 用hatch模式填充图形HatchBruh类是用阴影样式、前景色和背景色填充，有 54 种不同的阴影样式，前景色定义线条的颜色，背景色定义各线条之间间隙的颜色，格式如下：HatchBrush (HatchStyle, Color) 使用指定的 HatchStyle 枚举和前景色填充 HatchBrush (HatchStyle, Color,Color)使用指定的 HatchStyle 枚举、前景和背景色填充背景色：绘制的阴影线条之间的空间的颜色 前景色：绘制的阴影线条的颜色 填充样式：绘制的阴影样式Hatchstyle参数可以是Hatchstyle 枚举类型的任何值。在枚举类型中有50多个元素，例如：Horizontal 水平线的图案 Cross 交叉的水平线和垂直线Vertical 垂直线的图案 DashedHorizontal 虚线水平线等等例10-4:用hatch 模式填充一个椭圆 (3) 用图像填充图形 TextureBrush 类的功能是用一个图像填充图形，该类需要一个图像对象作参考，用Image和TextureBrush 类填充一个封闭的图形。格式如下：TextureBrush (Image) 用指定的图像更新 TextureBrush 对象 TextureBrush (Image, Rectangle) 用指定的图像和边框填充TextureBrush (Image, WrapMode) 用指定的图像和自动换行模式填充TextureBrush (Image, Rectangle, ImageAttributes) 用指定图像、边框和图像属性填充 TextureBrush (Image, WrapMode, Rectangle) 用指定图像、自动换行模式和边框填充参数说明如下：WrapMode：指定图像填充区域时的平铺方式，枚举值如下：Clamp 没有平铺 Tile 平铺图像 TileFlipX 水平反转图像，然后平铺该图像 TileFlipXY 水平和垂直反转图像，然后平铺该图像 TileFlipY 垂直反转图像，然后平铺该图像 例10-5：用一个图像平铺并渐变填充一个椭圆例10-6：不同类型的平铺效果：(参见ppt) (4) 用直线形颜色渐变填充图形 利用直线形颜色渐变改变色彩,GDI+提供了水平、垂直、对角直线形渐变样式。所有渐变都是沿由矩形的宽度或两个点指定的直线定义的。默认情况下，双色渐变是沿指定直线从起始色到结束色的均匀水平线性混合。具体格式如下：LinearGradientBrush (Point, Point, Color1, Color2) 使用指定的点和颜色渐变填充 LinearGradientBrush(Rectangle,Color1,Color2, LinearGradientMode) 根据矩形、起始颜色和结束颜色以及方向渐变填充 LinearGradientBrush (Rectangle, Color1, Color2, angle) 根据矩形、起始颜色和结束颜色以及方向角度渐变填充 其中参数含义为:Rectangle 指定线性渐变的界限 Color1 表示渐变起始色Color2 表示渐变结束色angle 渐变方向线的角度（从 X 轴以顺时针角度计算）linearGradientMode 指定渐变方向，渐变方向决定渐变的起点和终点。取值为：BackwardDiagonal 指定从右上到左下的渐变 ForwardDiagonal 指定从左上到右下的渐变 Horizontal 指定从左到右的渐变 Vertical 指定从上到下的渐变例10-7：用渐变填充图形。例10-8：用直线渐变填充一条直线、一个椭圆和一个矩形 (5) 用路径颜色渐变填充图形 pathGradientBrush类可以为一个路径的中部指定一种颜色，为路径的边缘指定另一种颜色，也可以为沿路径的边缘几个点中的每一个点分别指定颜色。在GDI+中，一个路径是一系列直线和由Graphics 对象维持的曲线组成。例10-9 ：利用在边界上指定的点来填充。由星形轨迹构造路径渐变画笔，将星形中心的颜色设置为红色，然后在 points 数组中的各个点处指定不同的颜色（存储在 colors 数组中）。最后一条语句用路径渐变画笔填充星形轨迹在边缘指定的点10.3 颜色控制在GDI+中用Color 结构定义处理颜色的方法和常量，颜色是一个32 位的值，由红色、绿色、蓝色及通道组成。每种颜色及通道各占8 位，取值范围是0255 之间的整数值，这些值结合起来可以定义某种具体的颜色。通道代表颜色的透明度，即颜色被背景色混合的程度。颜色的RGB 值和背景色的RGB值产生一种加权混合效果，其取值在0255 之间变化，O 代表全透明，255 代表全不透明。通道混合是背景色和源色一个像素一个像素地混合，源色中的3 个元素（红色、绿色和监色）各自根据下面的公式和背景色中相应元素混合。 显示色源色 alpha255 背景色（255 alpha ) / 255 例如，假定源色中的红色成分是150 ，背景色中的红色成分是100，如果通道值是200， 那么结果颜色中的红色成分计算如下：150200/255+100(255-200)/255=139，其他分量以此类推。 颜色的创建可以利用Color结构的FromArgb方法完成，FromArgb方法是基于四个 8 位 ARGB 分量（alpha、红色、绿色和蓝色）值创建 Color 结构的。格式如下： Color.FromArgb (Int32) Color.FromArgb (Alpha, Color) Color.FromArgb (Red, Green, Blue) Color.FromArgb (Alpha, Red, Green, Blue) 含义是： 从一个 32 位ARGB值创建 Color 结构。32 位 ARGB 值的字节顺序为 AARRGGBB，AA 表示alpha 分量值。 RR、GG 和 BB 分别表示红色、绿色和蓝色颜色分量值。 从指定的 Color 结构创建 Color 结构，使用指定的 alpha 值。 从指定的 8 位颜色值（红色、绿色和蓝色）创建 Color 结构。alpha 值默认为 255（完全不透明）。 从四个 ARGB 分量值创建 Color 结构。1用不透明和半透明的直线绘制图形要绘制一条不透明的直线，将颜色的通道值设为255； 要绘制一条半透明的直线，将通道值设为从1254 中的任何值。当在背景上绘制半透明的直线时，直线的颜色和背景的颜色混合在一起。通道值接近O 的以背景色为主，接近255 的以直线色为主。例10-10 ：绘制一个位图，然后将位图作为背景在上面绘制一条直线。第一条直线通道值为255，不透明 。第二条通道值为128，看上去是半透明的，可以通过直线看到背景。2用合成模式控制通道混合 创建一个脱离屏幕的位图，该位图有如下特征：颜色的通道值不到255 。当创建位图时彼此间没有颜色混合。 当显示完成的位图时，位图中的颜色在显示设备上和背景色通过通道混合在一起。 常用的Graphics 对象的混合模式为CompositingMode，用来指