windows编程技术第7章图形程序的编程基础.ppt

1、第7章,图形程序的编程基础,Windows GDI的基本概念和原理,Windows GDI及图形设备接口，是Windows系统的重要组成部分，是Windows系统实现图形界面的基础。 设备无关性是如何实现的呢？从过程来说，在Windows 2000中，有以动态链接库GDI32.DLL，主要负责图形环境下图形的输出。 GDI 绘图函数 从程序员的角度看，GDI提供了几百个函数调用和一些相关的结构、宏和数据类型，便于程序员对显示器、打印机等硬件设备进行图输出 设备描述表；程序有绘图请求时被创建并得以维持，他负责为程序准备相关的信息，起到为程序屏蔽具体物理设备的作用。当程序希望获得具体物理设备信息时

2、，可以通过一些GDI函数来获得。,设备描述表 p104,什么是设备描述表（device context,DC) 在Windows环境下，所有输出都要通过GDI函数。 在Windows系统中为每一个设备建立一个数据结构，这个结构记录了设备输出时的详细要求，如文字，画刷等对象，这个数据结构称为设备描述表，即DC。这种把设备抽象成为DC，是实现设备无关性的关键，也就是只要对DC作输出操作，Windows自动把DC中的内容转换和输出到实际的输出设备上（屏幕或打印机等） 通过BeginPaint函数可获得DC，对应的EndPaint函数可释放DC 通过GetDC函数可获得DC，对应的ReleaseDC函

3、数可释放DC,7.1.1 GDI函数及其分类,取得和释放设备描述表代号的函数 GetDC, ReleaseDC; BeginPaint,EndPaint; 取得字体尺寸信息的函数 GetTextMetrics 绘图函数 TextOut 设定和取得设备描述表中有关属性的函数 SetTextColor,SetTextAlign, 使用GDI对象的函数,GDI绘图函数,GDI函数简介 1 获取和释放设备描述表的函数 GetDC ReleaseDC BeginPaint EndPaint 2 获得设备描述表信息的函数 GetTextMetric GetDeviceCaps 3 使用GDI对象的函数 六

4、种可创建的GDI对象: 画笔、画刷、位图、字体、区域、调色板 4 设置和获取设备描述表属性的函数 映射方式，背景色，前景色，绘图模式 5 GDI绘图函数,7.1.2 GDI绘制的基本图形,直线和曲线 直线、矩形、椭圆、弧、Bezier曲线，折线 填入区域 当使用了封闭的曲线绘图后，GDI将用画刷填充该区域 点阵图 GDI支持“与设备有关位图”和“与设备无关位图” GDI提供两种位图之间的转换 设备描述表中则采用“与设备有关的位图”,7.1.3 GDI提供的其他功能,映射模式和变换 Metafile(它是GDI命令的集合，主要用于通过剪贴板传输向量图形) 绘图区域 路径 裁剪 调色盘（板） 打印

5、,7.2.2 取得设备描述表中信息的方法,iValue = GetDeviceCaps(hdc,iIndex); 其中iIndex为预先定义的整数常量;iValue为返回的对应的数值信息,/* Device Parameters for GetDeviceCaps() */ #define DRIVERVERSION 0 /* Device driver version */ #define TECHNOLOGY 2 /* Device classification */ #define HORZSIZE 4 /* Horizontal size in millimeters */ #defi

6、ne VERTSIZE 6 /* Vertical size in millimeters */ #define HORZRES 8 /* Horizontal width in pixels */ #define VERTRES 10 /* Vertical height in pixels */ #define BITSPIXEL 12 /* Number of bits per pixel */ #define PLANES 14 /* Number of planes */ #define NUMBRUSHES 16 /* Number of brushes the device ha

7、s */ #define NUMPENS 18 /* Number of pens the device has */ #define NUMMARKERS 20 /* Number of markers the device has */,7.2.3 关于CS_OWNDC设备描述表,未使用CS_OWNDC属性,case WM_PAINT hdc = BeginPaint(hwnd,设备描述表被释放,每次重新获得设备描述表,重新进行初始化设定,7.2.3 关于CS_OWNDC设备描述表,使用CS_OWNDC属性(不提倡) 在窗口类的使用中加入CS_OWNDC wndclass.style =

8、CS_HREDRAW|CS_OWNDC; 在窗口创建后的WM_CREATE中加入 case WM_CREATE: hdc = GetDC(hwnd); ReleaseDC(hwnd,hdc); return;,static HDC hdc； 初始化一次，以后hdc 将可以一直使用，直到该窗口被撤销,7.2.7 色彩,在图形界面环境中，色彩是很重要的一部分内容。有了色彩，应用程序才能更加生动地表达自己的设计思想，更容易与用户交流，用事业是应用程序更加直观。 色度学理论认为，任何颜色都可以由红、绿、蓝三种基本颜色按不同的比例混合得到，例如：黄色可以由红、绿各一半混合而成。因此，红、绿、蓝被称为三原

9、色，简称RGB三原色。 颜色的表示和设置 Windows采用32位无符号长整数表示色彩,COLORREF值， COLORREF RGB(BYTE byRed,BYTE byGreen,BYTE byBlue); 另外，有三个宏可以获取一个COLORREF值中包含的红、绿、蓝分量值。 BYTE GetRValue(DWORD rgb); BYTE GetGValue(DWORD rgb); BYPE GetBValue(DWORD rgb);,7.3 画线函数和画笔,7.3.1 处理像素的函数,(1) SetPixel 此函数用于设置指定点的颜色信息 COLORREF SetPixel(HDC

10、hdc,int nXPos,int nYPos,COLORREF crColor); (2) GetPixel 此函数用于获得指定点的颜色信息 COLORREF GetPixel(HDC hdc,int nXPos,int nYPos);,7.3 画线函数和画笔,7.3.2 画线的函数,LineTo 此函数使用设备描述表中的画笔来画出一条线 BOOL LineTo(HDC hdc, int nXEnd, int nYEnd ); MoveToEx 此函数用于移动画笔到指定的点 BOOL MoveToEx(HDC hdc, int X, int Y, LPPOINT lpPoint ); Pol

11、yline 此函数用于画折线 Polyline(HDC hdc, LPPOINT Array, int numOfPoint); PolylineTo 此函数用于画折线,并改变“当前位置” Polyline(HDC hdc, LPPOINT Array, int numOfPoint);,把(X,Y)设定为设备描述表的“当前位置”,把(nXEnd,nYEnd)设定为设备描述表的“当前位置”,返回原设备描述表的“当前位置”放在lpPoint中,把Array中的最后一个点设定为设备描述表的“当前位置”,7.3.3 画正弦曲线程序SINEWAVE,这个程序有一个含有1000个POINT结构（点对）的

12、数组。随着for循环从0增加到999，结构的x成员设定为从0递增到数组cxClient。结构的y成员设定为一个周期的正弦曲线值，并被放大以填满客户区。整个区县的绘制仅仅使用了一个Polyline调用。,打开编辑程序,7.3.5 像素偏差问题(自学),绘制曲线,(1) Arc 此函数以（0，0）为基准点绘制椭圆弧线。在默认情况下，椭圆弧按逆时针方向绘制。 BOOL Arc(HDC hdc,int upX,int upY,int lowX,int lowY, int startX,int startY,int endX,int endY);,lowX,lowY,矩形中心,startX,startY

13、,已画的圆弧,endX,endY,绘画方向,upX,upY,绘制填充区域Rectangle,(1) Rectangle 从左上角(upX,upY)向右下角(lowX,lowY)绘制矩形.用当前笔画显示矩形,用当前画刷自动填充矩形. BOOL Rectangle(HDC hdc,int upX,intY,int lowX,int lowY);,绘制填充区域Ellipse,(2) Ellipse 通过指定椭圆的边界矩形来定义椭圆. BOOL Ellipse(HDC hdc,int upX,int upY,int lowX,int lowY);,绘制填充区域Pie,(3) Pie 扇形图是一个包含弧

14、和两条线的对象,这两条线分别以弧的端点和中心点为端点 BOOL Pie(HDC hdc,int upX,int upY,int lowX,int lowY, int startX,int startY,int endX,int endY);,lowX,lowY,矩形中心,startX,startY,已画的圆弧,endX,endY,绘画方向,upX,upY,绘制填充区域RoundRect,(5) RoundRect 绘制圆角矩形函数原型 BOOL RoundRect(HDC hdc,int upX,int upY,int lowX,int lowY, int curveX,int curveY)

15、;,7.3.6 LINEDEMO 画图程序,程序7-3LINEDEMO画一个矩形、一个椭圆、一个圆角矩形和两条线段。因为在椭圆后面的线遮住了，所以程序表明封闭区域的函数实际上已对这些区域进行了填入。,打开编辑程序,颜色、画笔和画刷,画笔和画刷是应用程序进行图形输出时最常用的工具，应用程序能够选择Windows系统备用的画笔和画刷进行绘图，也能够创建自定义的画笔和画刷，并将他们选入设备描述表中，按照自定义的风格进行图形绘制。 色度学理论认为，任何颜色都可以由红、绿、蓝三种基本颜色按不同的比例混合得到，例如：黄色可以由红、绿各一半混合而成。因此，红、绿、蓝被称为三原色，简称RGB三原色。,7.3。

16、 设备描述表的结构 p104,hBrush,hFont,hPen,hRgn,hBitmap,hPalette,hDC,Bitmap对象结构,Palette对象结构,各种驱动,.,画图坐标位置,7.3.7 关于画笔,逻辑画笔是一种GDI对象，有线宽、线形、颜色等属性 hPen = GetStockObject(WHITE_PEN); hOldPen = SelectObject(hdc,hPen); 在WM_DESTROY消息期间，应用程序即将结束，程序不再需要以创建的逻辑画笔，所以应该将这些画笔删除以释放其占用的系统资源。 DeleteObject(hPen); SelectObject(hd

17、c,hOldPen); 画笔程序实例,PenCreating.cpp,GetStockObject参数,WHITE_BRUSH 0 LTGRAY_BRUSH 1 GRAY_BRUSH 2 DKGRAY_BRUSH 3 BLACK_BRUSH 4 NULL_BRUSH 5 HOLLOW_BRUSH NULL_BRUSH,创建画笔CreatePen函数,HPEN CreatePen(int fnPenStyle,int nWidth, COLORREF crColor); fnPenStyle:确定画笔的线型， Style可以是如下一些样式: PS_DASH 虚线 PS_DASHDOT 点划线 P

18、S_DASHDOTDOT 双点划线 PS_DOT 点线 PS_SOLID 实线,创建画笔CreatePenIndirect函数,HPEN CreatePenIndirect(CONST LOGPEN *lplgpn); typedef struct tagLOGPEN UINT lopnStyle; POINT lopnWidth; COLORREF lopnColor; LOGPEN, *PLOGPEN;,创建画笔ExtCreatePen函数,此函数扩展了函数CreatePen,可以创建Cosmetic和Geometric两种类型的画笔。 HPEN ExtCreatePen(DWORD dw

19、PenStyle, DWORD dwWidth,CONST LOGBRUSH *lplb,DWORD dwStyleCount,CONST DWORD *lpStyle);,7.3.8 背景模式、背景颜色及其处理,点式画笔和虚线画笔的空隙的着色问题 空隙的颜色取决于背景的颜色，即取决于设备描述表的两个属性-背景模式（BkMode）和背景颜色（BkColor）。内定的背景模式为OPAQUE（不透明），在这种方式下，Windows使用背景颜色来填入空隙，内定的背景色为白色。 SetBkColor(hdc, crColor); /设置背景色也就改变了空隙颜色 如果将背景模是内定为TRANSPAREN

20、T（透明），那么背景色就不能再设置， SetBkMode(hdc, TRANSPARENT); /将阻止Windows应用程序填入空隙。,7.4 画刷相关函数和结构,CreateSolidBrush 此函数用于创建一个solid画刷（solid画刷使用指定的颜色定义的纯色画刷）。创建这种类型的画刷很容易 GetStockObject 此函数用于创建一个stock画刷，stock画刷是由GDI提供的备用画刷，共有7种。 CreateHatchBrush 此函数用于创建一个hatch画刷，hatch画刷是以一定的图案进行填充的位图，图形不在以纯色填充，而是一些纹理图案。 CreatePattern

21、Brush 该函数用于创建基于GDI位图的pattern画刷。pattern画刷是一种自定义风格的画刷，用户根据程序定义的GDI位图或者DIB（设备无关位图）能创建出基于位图的画刷。使用这种画刷，应用程序可以获得更加美观的填充方案。 CreateBurshIndirect 此函数使用定义的结构间接创建画刷。,GetStockObject,HBRUSH GetStockObject(int fnObject); 此函数用于创建一个stock画刷，stock画刷是由GDI提供的备用画刷，共有7种。 #define WHITE_BRUSH 0 #define LTGRAY_BRUSH 1 #defi

22、ne GRAY_BRUSH 2 #define DKGRAY_BRUSH 3 #define BLACK_BRUSH 4 #define NULL_BRUSH 5 #define HOLLOW_BRUSH NULL_BRUSH,CreateSolidBrush,此函数用于创建一个solid画刷（solid画刷使用指定的颜色定义的纯色画刷）。创建这种类型的画刷很容易 HBRUSH CreateSolidBrush(COLORREF crColor);,CreateBurshIndirect,此函数使用定义的结构间接创建画刷。 HBRUSH CreateBrushIndirect( CONST L

23、OGBRUSH *lplb);,CreateHatchBrush,此函数用于创建一个hatch画刷，hatch画刷是以一定的图案进行填充的位图，图形不在以纯色填充，而是一些纹理图案。 HBRUSH CreateHatchBrush( int fnStyle, COLORREF clrref);,CreatePatternBrush,该函数用于创建基于GDI位图的pattern画刷。pattern画刷是一种自定义风格的画刷，用户根据程序定义的GDI位图或者DIB（设备无关位图）能创建出基于位图的画刷。使用这种画刷，应用程序可以获得更加美观的填充方案。 HBRUSH CreatePatternBr

24、ush(HBITMAP hbmp),画刷程序实例,BrushCreating.cpp,我想画,我想画一艘船,船上有桅杆,桅杆上有一面旗子,船的形状由直角坐标系的数学模型构成的,我画了一艘船,我按数学模型在屏幕上用绘图函数绘制了出来,我纳闷,？,？,？,？,？,船倒过来了. , 在一个角落上.， 只看到了船的一部分., 太小了.,我发挥我的数学才能,我修改了所有数学模型的坐标数据。 我累死了. 这件工作足足花去了我2个星期. 而且还不能保证完全正确.,但我终于画出来了。,我想应该有更好的方法,GDI映射模式 为我解决了问题,7.5 GDI映射方式,坐标系统 几种映射模式的比较 窗口和视口 映射模

25、式程序实例 MapMode,坐标系统,在Windows应用程序中，有两种坐标系统：设备坐标和逻辑坐标。 设备坐标系统直接与硬件设备的显示相关，以像素为度量单位。水平轴（即x轴）的正方向从左向右，垂直轴（即y轴）的正方向从上向下，并且整个坐标轴的单位和方向固定不变。 逻辑坐标系统与设备描述表的属性映射模式相关，他是一种允许自定义的坐标系统，坐标轴方向、单位和原点位置都可以重新定义。 逻辑坐标系统下绘出的图形必须映射到设备坐标系统下，才能在屏幕上显示出来。,几种映射模式的比较,int SetMapMode(HDC hdc,int mode); 说明:mode指定新的映射模式,说明:mode指定新的

26、映射模式,可以由如下一些情况,视口和窗口,视口和窗口是WindowsGDI种两个很重要的概念，从逻辑坐标映射为设备坐标实际上就是从视口和窗口的映射。 视口是基于设备坐标的，他以像素为单位，指定视口的新的水平尺寸和垂直尺寸,即物理上的Xextent点相当于逻辑上1点,起到放大图形的效果。 视口有视口原点和视口范围两个基本属性: 窗口是以逻辑单位为单位指定窗口的新的水平尺寸和垂直尺寸,即逻辑上的Xextent点相当于物理上1点,起到缩小图形的效果。,视口函数,BOOL SetViewportExtEx(HDC hdc, int Xextent, int Yextent, LPSIZE size);

27、 调用后,原来物理单位的尺寸则被存放到size所指定的结构变量中.,窗口函数,BOOL SetWindowExtEx(HDC hdc, int Xextent, int Yextent, LPSIZE size);,视口与窗口函数组合,SetMapMode(hdc, MM_ANISOTROPIC); SetViewportExtEx(hdc,3,3,MoveToEx(hdc,0,0,NULL); LineTo(hdc,100,100); SelectObject(hdc,hRedpen); MoveToEx(hdc,0,100,NULL); LineTo(hdc,100,0);,视口与窗口函数

28、组合,SetMapMode(hdc, MM_ANISOTROPIC); SetViewportExtEx(hdc,3,3,MoveToEx(hdc,0,0,NULL); LineTo(hdc,100,100); SelectObject(hdc,hRedpen); MoveToEx(hdc,0,100,NULL); LineTo(hdc,100,0);,BOOL SetViewportOrgEx(HDC hdc, int X, int Y, LPPOINT OldOrg); 说明:X,Y是以像素为单位的新的视区原点,调用后,原来的视区原点则被存放在OldOrg指向的POINT结构中,设置视区原

29、点,BOOL SetViewportOrgEx(HDC hdc, int X, int Y, LPPOINT OldOrg); 说明:X,Y是以像素为单位的新的视区原点,调用后,原来的视区原点则被存放在OldOrg指向的POINT结构中,(X=50,Y=50),MapMode,7.6 位图(补充),位图是Windows应用程序中存储图像信息的方法之一。用于表示来自真实世界的复杂图像。从结构上来说，位图是一个二维像素位数组，通常按照从左向右、自顶向下的顺序记录各像素位的信息。 7.6.1 设备相关位图DDB DDB位图程序实例screensnap.c 7.6.5 设备无关位图DIB DIB位图程

30、序实例DIBtoDDB.c,7.6.1 创建DDB位图,(1) CreateCompatibleBitmap 此函数用于创建彩色的位图（包括真彩色）。他实际创建了与指定设备或设备描述表兼容的位图，该位图有与指定设备一样的颜色结构。 HBITMAP CreateCompatibleBitmap(HDC hdc,int nWidth, int nHeight);,7.6.2 内存设备描述表,内存设备描述表位于内存中，并不是真正的图形输出设备，程序也不能直接显示存储在其内的信息。同时，创建的GDI位图对象仅能被选入内存设备描述表中。由于这些特性，在位图的输出过程中，内存设备描述表发挥了巨大的作用，可

31、是实现许多特殊的位图显示效果。例如，程序可以在选入内存设备描述表种的位图中绘图，然后“拷贝”到显示设备描述表中进行显示；通过创建多个内存设备描述表，可以对选入其内的位图进行像素位的光栅操作，以实现某些特殊的显示效果。 HDC hdcMem=CreateCompatibleDC(hDC); HBITMAP hmemBM=CreateCompatibleBitmap(hDC); SelectObject(hdcMem,hmemBM)；,7.6.2 内存设备描述表,HDC hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC);,HBITMAP hmemBM=CreateCompatibleB

32、itmap(hDC),SelectObject(hMemDC,hmemBM)；,Font对象结构,Rgn对象结构,Palette对象结构,hBrush,hFont,hPen,hRgn,hBitmap,hPalette,hDC,Brush对象结构,各种驱动,.,画图坐标位置,Pen对象结构,Bitmap对象结构 (点阵图形),7.6.3 DDB位图操作函数BitBlt,HDC hMemDC=CreateCompatibleDC(hDC);,HBITMAP hmemBM=CreateCompatibleBitmap(hDC),SelectObject(hMemDC,hmemBM)；,Font对象结

33、构,Rgn对象结构,Palette对象结构,hBrush,hFont,hPen,hRgn,hBitmap,hPalette,hDC,Brush对象结构,各种驱动,.,画图坐标位置,Pen对象结构,Bitmap对象结构 (点阵图形),BitBlt(hDC, X0, Y0, Width, Height, hMemDC, X1, Y1, SRCCOPY);,7.6.3 DDB位图操作函数BitBlt,BOOL BitBlt(HDC hdcDest, int nXOrignDest, int nYOrignDest,int nWidth, int nHeight, HDC hdcSrc, int nX

34、OrignSrc, int nYOrignSrc, DWORD dwRop); /* Ternary raster operations */ #define SRCCOPY (DWORD)0 x00CC0020 /* dest = source */ #define SRCPAINT (DWORD)0 x00EE0086 /* dest = source OR dest */ #define SRCAND (DWORD)0 x008800C6 /* dest = source AND dest */ #define SRCINVERT (DWORD)0 x00660046 /* dest = source XOR dest */ #define SRCERASE (DWORD)0 x00440328 /* dest = source AND (NOT dest ) */ #define NOTSRCCOPY (DWORD)0 x00330008 /* dest = (NOT source) */ #define NOTSRCERASE (DWORD)0 x001100A6 /* dest