第17章 在窗口中繪圖

第17章

在窗口中繪圖

本章將介紹Windows下的圖形編程。Windows中負責(zé)圖形輸出的是GraphicsDeviceInterface（圖形設(shè)置接口），或稱GDI。GDI為應(yīng)用程序提供了可供調(diào)用的多種服務(wù)，這些服務(wù)一起構(gòu)成了一種強大、通用的圖形編程語言。GDI+是GDI的升級版本，它是.NETFramework中的繪圖技術(shù)，使用它進行繪圖操作要比GDI簡單的多。MFC設(shè)備描述表繪圖模式映射模式坐標(biāo)使用GDI對象繪圖使用不同的字體繪制文本使用鼠標(biāo)繪圖GDI+中的繪圖類GDI+圖形處理

17.1WindowsGDI

在Windows環(huán)境下，所有的輸出都是圖形，而不管它是直線、矩形還是文件。Windows使用GDI（圖形設(shè)備接口）繪制用戶界面元素，如窗口、菜單和對話框，基至鼠標(biāo)也是通過GDI繪制的。GDI支持與是顯示硬件無關(guān)的圖形輸出，這就意味著程序中使用GDI輸出的圖形和文本可以在不同的顯示設(shè)備中正常顯示。

17.1.1MFC設(shè)備描述表類

當(dāng)Windows程序在圖形輸出設(shè)備上進行繪圖操作時，它并不是將像素直接輸出到設(shè)備上，而是將圖形繪制到由設(shè)備描述表（DC）表示的邏輯意義的“平面”。設(shè)備描述表是Windows定義的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含的信息允許Windows將輸出請求轉(zhuǎn)換成特定物理設(shè)備的輸出動作。在MFC應(yīng)用程序中，CDC類將Windows設(shè)備描述表和相關(guān)的GDI函數(shù)封裝在一起，組成了設(shè)備描述表類。而CDC的派生類如CPaintDC和CClientDC則代表Windows應(yīng)用程序使用的不同類型的設(shè)備描述表。

17.1.2設(shè)備描述表的屬性

當(dāng)使用CDC輸出函數(shù)在屏幕上繪圖時，輸出的某些特性需要通過設(shè)備描述表進行設(shè)置。例如，在調(diào)用CDC::DrawText()繪制文本時，可以指定輸出文本的顏色和字體。表17-2列出了一些設(shè)備描述表中最常用的屬性和訪問這些屬性的CDC函數(shù)。

17.1.3繪圖模式

GDI在進行輸出時，并不是直接將像素點輸出。相反，它是通過一系列的布爾運算將輸出像素點的顏色和輸出目標(biāo)位置上像素點的顏色合成在一起。它所使用的布爾運算由設(shè)備描述表當(dāng)前的繪圖模式確定。使用CDC::SetROP2()函數(shù)可以更改繪圖模式。默認的繪圖模式為R2_COPYPEN，它將像素點復(fù)制到顯示平面上。表17-3列出了幾種可選的繪圖模式，所有這些繪圖模式代表了由AND、OR、XOR和NOT構(gòu)成的運算。17.1.4映射模式

映射模式作為設(shè)備描述表的屬性，用于確定從邏輯坐標(biāo)值到設(shè)備坐標(biāo)值的轉(zhuǎn)換方式。調(diào)用CDC輸出函數(shù)的坐標(biāo)是邏輯坐標(biāo)值，而設(shè)備坐標(biāo)值是指窗口中相應(yīng)的像素點位置。例如：dc.Rectangle(0,0,200,100);這里設(shè)置的矩形寬為200個邏輯單位，高為100個邏輯單位；而不是200個像素點高，100個像素點寬的矩形。在默認映射模式MM_TEXT下，一個邏輯單位等于一個像素點。但在其他映射模式中，邏輯單位被解釋為不同的設(shè)備單位。

17.1.5移動坐標(biāo)原點

在所有的映射模式下，設(shè)備描述表的原點都是左上角，這與數(shù)學(xué)中經(jīng)常使用坐標(biāo)系不相同。然而，如果改變映射模式一樣，也可以移動坐標(biāo)原點。MFC的CDC類提供了兩個可移動坐標(biāo)原點的函數(shù)：CDC::SetWindowOrg()和CDC::SetViewportOrg()。

17.1.6獲取設(shè)備信息CDC::GetDeviceCaps()函數(shù)可以檢索設(shè)備的各種信息，從設(shè)備支持的顏色數(shù)目到水平和堅直方向上顯示的像素點數(shù)。表17-5列出了一些參數(shù)，將這些參數(shù)傳遞給GetDeviceCaps()函數(shù)將獲得與設(shè)備描述表有關(guān)的信息。

17.2用GDI繪圖

了解GDI的基礎(chǔ)知識后，接下來就可以調(diào)用GDI函數(shù)在窗口中繪制圖形。在使用MFC應(yīng)用程序向?qū)傻某绦蛑邪艘粋€派生于CView類的視圖類，該類就是專門用于在屏幕上顯示文檔數(shù)據(jù)。

17.2.1應(yīng)用程序中的視圖類

MFC應(yīng)用程序向?qū)傻念愔饕撠?zé)顯示文檔中的數(shù)據(jù)。該類包括了幾個重寫后的虛函數(shù)，其中有一個OnDraw()函數(shù)特別重要。每當(dāng)需要重新繪制視圖時，都將調(diào)用這個函數(shù)。當(dāng)程序接收到WM_PAINT消息時，就會調(diào)用該函數(shù)。

17.2.2繪制直線和曲線

MFC的CDC類中包含了許多可用來畫直線和曲線的成員函數(shù)。表17-6列出了幾個主要的函數(shù)。

17.2.3繪制橢圓和矩形

GDI不僅僅可以繪制簡單的直線和曲線，還允許繪制橢圓、矩形和餅形等封閉圖形。MFC的CDC類將相關(guān)的GDI函數(shù)封裝為類的成員函數(shù)。表17-7列出其中幾個常用的成員函數(shù)。

17.2.4畫筆

到目前為止，繪制圖形在屏幕中都是黑色的，寬度為一個像素點。如果要改變這種情況，需要創(chuàng)建一個GDI畫筆，并由CDC::SelectObject()將它設(shè)為設(shè)備描述表所使用的畫筆。MFC使用類CPen表示GDI畫筆。創(chuàng)建畫筆的最簡單方法是創(chuàng)建一個CPen對象，并使用適當(dāng)?shù)膶傩猿跏蓟搶ο螅篊Penpen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0));第二種方法是先構(gòu)造一個未初始化的CPen對象，然后調(diào)用CPen::CreatePen()初始化畫筆對象：CPenpen;pen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0));如果畫筆創(chuàng)建成功，則CreatePen()返回TRUE，反之則返回FALSE。定義畫筆需要三個特性：樣式、寬度和顏色。

17.2.5畫刷

在默認情況下，使用Ellipse()、Rectangle()函數(shù)以及其他輸出函數(shù)繪制封閉圖形時，圖形的內(nèi)部將填充白色。通過創(chuàng)建GDI畫刷，并將之選入設(shè)備描述表中可以改變圖形的填充顏色。MFC的CBrush類封裝了Windows畫刷。畫刷有三種基本類型：單色、帶陰影線和圖案畫刷。只要將COLORREF的值傳遞給CBrush的構(gòu)造函數(shù)，就可以創(chuàng)建一個單色畫刷。

17.2.6繪制文本

在輸出文字時，MFC的CDC類成員提供了一系列的函數(shù)，最常用的函數(shù)包括：CDC::TextOut()和CDC::DrawText()兩個函數(shù)，其他的文本函數(shù)見表17-10所示。

17.2.7字體

在輸出文本時，所有的CDC文本輸出函數(shù)都使用當(dāng)前設(shè)備描述表中的默認字體。字體是文字顯示和打印的外觀形式，它包括了文字的字樣、風(fēng)格和尺寸等方面的屬性。字樣是字符書寫和顯示時表現(xiàn)出的特定模式。絕大部分GDI字體可分為兩類：點陣字體和TrueType字體。與畫筆或畫刷一樣，字體也是一個GDI對象。在MFC中，字體由CFont類表示。創(chuàng)建字體由兩步完成：首先創(chuàng)建CFont類對象，然后調(diào)用CFont類的創(chuàng)建字體函數(shù)CreateFont()、CreateFontIndirect()、CreatePointFont或CreatePointFontIndirect()創(chuàng)建GUI字體。

17.2.9預(yù)定義對象

Windows預(yù)定義了一些畫筆、畫刷、字體以及其他一些GDI對象，它們在使有時不需要再顯式地創(chuàng)建，直接調(diào)用CDC::SelectStockObject()函數(shù)將這些預(yù)定義對象選入設(shè)備描述表即可。表17-13列出了一些可用的預(yù)定義對象。

17.3使用鼠標(biāo)繪圖

1.

直線繪制過程

在繪制一條直線時，用戶通過按下鼠標(biāo)左鍵確定直線的起始位置，然后按住左鍵移動鼠標(biāo)來定義直線的終點。在按住鼠標(biāo)左鍵移動時，希望能夠連續(xù)繪制直線，以便讓用戶確認當(dāng)前繪制的直線。17.3.1繪制圖形分析

2.繪制圓按下鼠標(biāo)左鍵的位置被定義為圓心，當(dāng)按住鼠標(biāo)左鍵移動時，圖將被連續(xù)重新繪制，在釋放鼠標(biāo)左鍵時圓將定型。

2.繪制矩形按下鼠標(biāo)左鍵的位置為矩形的左上角位置，釋放鼠標(biāo)左鍵的位置為最終矩形的右下角。在按住鼠標(biāo)左鍵移動的過程中，將不斷更新矩形。

17.3.2創(chuàng)建繪圖類

在Drawing應(yīng)用程序中，用戶可以使用鼠標(biāo)隨意繪制直線、圓、矩形和曲線，因此我們可以使用四個類：CLine、CRectangle、CCirle和CCurve分別實現(xiàn)繪制相應(yīng)的圖形。這四個類彼此之間有一些相同的特性，如顏色、畫筆寬度等，為了方便使用，我們?yōu)檫@四個類創(chuàng)建一個共同的基類CShape類。另外，我們需要以某種方式在一個文檔中保存繪制的圖形，以便隨后使用。在MFC中，CObject類提供串行化的功能，這也就意味著如果從CObject派生自己的類，則可以使用CObject類提供的串行化功能。

17.3.3完成基類CShape

在基類CShape中包含所有類都通用的一些特性，如顏色、畫筆寬度等，以便可以在每個派生類中繼承它們。另外，在基類中還應(yīng)包含一些所有派生類中必須具有的函數(shù)，如繪圖方法，所有的派生類都應(yīng)該包含繪圖方法，但它們的繪圖方法則是完全不相同的，因此該方法就應(yīng)該在基類中以虛函數(shù)的方法實現(xiàn)。

17.3.4繪制直線

直線的繪制是由CLine類來實現(xiàn)。對于直線而言，它需要兩個數(shù)據(jù)：直線的起點和直線的終點。

17.3.5完成其他派生類

在完成繪制直線的CLine類后，CRectangle和CCircle類與此類似。1．繪制矩形在繪制矩形時需要知道矩形的左上角和右下角坐標(biāo)，根據(jù)這兩點可以構(gòu)造一個表示矩形的CRect類類型的對象。2．繪制圓在繪制圓時，按下鼠標(biāo)左鍵的位置將是圓的圓心，移動鼠標(biāo)指針后，釋放鼠標(biāo)左鍵的位置將為最終圓的圓周上一點。因此，在構(gòu)造函數(shù)中需要根據(jù)圓心和圓的半徑計算出圓的外接矩形。3．繪制曲線CCure類與其他類不同，為了繪制曲線，它必須接收一系列的點。這就需要一個集合類來保存和管理這些點。也就是說，需要在CCurve類中添加一個vector<CPoint>容器類數(shù)據(jù)成員，以存儲構(gòu)成曲線的點。

17.3.6創(chuàng)建繪圖類對象

在定義各種繪圖類后，接下來就需創(chuàng)建各繪圖類對象，調(diào)用其成員函數(shù)完成繪圖功能。在Drawing程序中，當(dāng)用戶通過相應(yīng)的菜單項選擇希望繪制的圖形，然后再使用鼠標(biāo)進行繪圖，因此，首先需要為程序添加繪圖和顏色菜單項。繪圖和顏色菜單項的各屬性設(shè)置如表17-14所示。

17.4.使用GDI+繪圖

GDI是使用C++類對Windows繪圖函數(shù)的包裝，而GDI+則對GDI進行了包裝，并對它進行了改進，使GDI+更容易使用。例如，在使用GDI繪圖時，必須要指定一個設(shè)備環(huán)境DC，所有的繪圖操作都與該句柄有關(guān)。而GDI+不再使用這個設(shè)備環(huán)境或句柄，取而代之是使用Graphics對象。Pen、Brush，F(xiàn)ont，Image等對象是圖形對象獨立的，Graphics繪圖方法直接將Pen對象作為自己的參數(shù)，從而避免了在GDI使用SelectObject進行繁瑣的切換，類似的還有Brush、Path、Image和Font等。

17.4.1了解GDI+

盡管GDI+基本上是GDI的一個包裝器，但Microsoft已經(jīng)能通過GDI+提供新功能了，并對它有一些性能方面的改進。GDI+封裝在一組托管代碼中，這些類被稱為GDI+的托管類接口，GDI+基類的命名空間信息如下：System::Drawing包含與基本繪圖功能有關(guān)的大多數(shù)類、結(jié)構(gòu)、枚舉和委托。System::Drawing::Drawing2D為大多數(shù)高級2D和矢量繪圖操作提供了支持，例如，消除鋸齒、幾何轉(zhuǎn)換和圖形路徑等。System::Drawing::Imaging幫助處理圖像（位圖、GIF文件等）的各種類。System::Drawing::Printing把打印機或打印預(yù)覽窗口作為輸出設(shè)備時使用的類。System::Drawing::Design一些預(yù)定義的對話框、屬性表和其他用戶界面元素，與在設(shè)計期間擴展用戶界面相關(guān)。System::Drawing::Text對字體和字體系列執(zhí)行更高級的操作的類。命名空間System::Drawing中的Graphics類是GDI+的核心，Graphics類提供將對象繪制到顯示設(shè)備的方法。Graphics可以與特定設(shè)備的上下文相關(guān)聯(lián)，是用于創(chuàng)建圖形的對象。它封裝了繪制直線、曲線、圖形、圖像和文本的方法，是GDI+實現(xiàn)繪制直線、曲線、圖形、圖像和文本的類，是GDI+操作的基礎(chǔ)類。

17.4.2圖形操作

GDI+定義了一系列與繪圖操作相關(guān)的繪圖類，通過這些繪圖類可以和Graphics對象一起實現(xiàn)繪圖處理，GDI+內(nèi)的主要繪圖類如下。1．Color結(jié)構(gòu)Color結(jié)構(gòu)表示ARGB顏色，使用Alpha、Red、Green、和Blue的值來表示顏色。Color結(jié)構(gòu)以屬性的方式定義了大量的有名稱的顏色。2．Pen類Pen類用于繪制直線或曲線，它通過本身的屬性繪制具有指定寬度和樣式的直線?？梢允褂肈ashStyle屬性繪制虛線，DashStyle屬性是DashStyle枚舉類型。3．Brush類Brush類定義用于填充圖形形狀內(nèi)部的對象，Brush類是一個抽象基類，不能進行實例化處理。如果需要創(chuàng)建一個畫刷對象，應(yīng)使用派生于Brush的類。

17.4.3坐標(biāo)和區(qū)域

在進行繪圖操作時，經(jīng)常需要使有Point、Rectangle和Size等結(jié)構(gòu)來確定繪制的位置和區(qū)域等信息，這幾個類都是在System::Drawing命名空間中定義。

1．Point和PointF從概念上講，Point在這些結(jié)構(gòu)中是最簡單的，在數(shù)學(xué)上，它完全等價于一個二維矢量。它包含兩個整數(shù)類型的屬性，分別特定位置的水平和垂直距離。2．Size和SizeF與Point和PointF一樣，Size也有兩個變體：Size和SizeF，Size結(jié)構(gòu)用于int類型而SizeF結(jié)構(gòu)用于float類型。3．Rectangle和RectangleFRectangle和RectangleF表示屏幕上的一個矩形區(qū)域，兩者的具體用法基本類似。RectangleF與Rectangle基本相同，只是RectangleF的屬性類型是float，而Rectangle的屬性類型是int。

17.4.4使用Font類繪制文本

Font類封裝了字體的3個主要特性：字體系列、字體大小和字體樣式。Font類在System::Drawing命名空間中。Font類的Style屬性設(shè)置了字體的樣式信息，其值是由FontSty