GDI编程.docx
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GDI编程
GDI编程
一、GDI相关概念
1、GDI（Graphics DeviceInterfase）：
图形设备接口，是一个应用程序与输出设备之间的中介。
它提供了一套函数库，这些函数在不同的输出设备上输出图形和文字。
一方面，GDI向应用程序提供一个与设备无关的编程环境，另一方面，它又以设备相关的格式和具体的设备打交道。
2、DC（DeviceContext）：
设备描述表（设备上下文），是一种Windows数据结构，包括了如线的宽度和颜色、刷子的样式和颜色、字体、剪裁区域等信息。
所有的绘制操作通过一个设备描述表进行，绘制线条、形状和文本的WindowsAPI函数都与DC有关。
设备可以是显示器，打印机等。
Win32下获取DC的API函数有：
HDCBeginPaint（HWNDhwnd,LPPAINTSTRUCTlpPaint）：
特定用于WM_PAINT消息
HDCGetDC（HWNDhWnd）：
用于获得hWnd参数所指定窗口的客户区域的HDC。
HDCGetWindowDC（HWNDhWnd）：
返回hWnd参数所指定的窗口的HDC，包括非客户区，如标题栏、菜单、滚动条，以及边框等。
hWnd为NULL时，获取整个屏幕的HDC。
3、GDI对象：
DC定义了一组GDI对象，包括画笔，画刷，字体，位图，调色板，剪裁区域，路径层（Path）。
他们有MFC和Win32两套实现版本，其对应关系如下：
要使用这些对象，可以使用Win32函数SelectObject来将其选入DC中：
HGDIOBJSelectObject（
HDChdc,//设备上下文句柄
HGDIOBJhgdiobj//GDI对象句柄
）;
当然，使用之前，这些对象必须存在，可以通过如下Win32函数来创建这些对象：
或者，通过Win32函数HGDIOBJGetStockObject（intfnObject）来获取系统预先定义好的如下备用对象：
fnObject参数含义
二、设备描述表DC在MFC中的实现
MFC提供了CDC类作为设备描述表类的基类，它封装了Windows的HDC设备描述表对象和相关函数。
CDC类包含了各种类型的Windows设备描述表的全部功能，封装了所有的Win32GDI函数和设备描述表相关的SDK函数。
在MFC下，使用CDC的成员函数来完成所有的窗口绘制工作。
CDC类有两个成员变量：
m_hDC，m_hAttribDC，它们都是Windows设备描述表句柄。
CDC的成员函数作输出操作时，使用m_Hdc；要获取设备描述表的属性时，使用m_hAttribDC。
在创建一个CDC类实例时，缺省的m_hDC等于m_hAttribDC。
CDC在封装Win32函数SelectObject（HDChdc，HGDIOBJECThgdiobject）时，采用了重载技术，即它针对不同的GDI对象，提供了如下名同而参数不同的成员函数：
SelectObject（CPen*pen）//用于选入笔
SelectObject（CBitmap*pBitmap）//用于选入位图
SelectObject（CRgn*pRgn）//用于选入剪裁区域
SelectObject（CBrush*pBrush）//用于选入刷子
SelectObject（CFont*pFont）//用于选入字体
SelectPalette（CPalette*pPalette，BOOLbForceBackground）//选入调色板到DC
RealizePalletter（）//实现逻辑调色板到物理调色板的映射
直接使用CDC的例子是内存设备上下文，例如：
CDCdcMem.CreateCompatibleDC（&dc）;//创建设备描述表
CDCpbmOld=dcMem.SelectObject（&m_bmBall）;//更改设备描述表属性
//作一些绘制操作
dcMem.SelectObject（pbmOld）;//恢复设备描述表的属性
dcMem.DeleteDC（）;//可以不调用，而让析构函数去删除设备描述表
从CDC派生出四个功能更具体的DC类。
继承层次如下图所示：
下面分别讨论这四种设备描述表。
●CCientDC：
代表窗口客户区的设备描述表。
其构造函数CClientDC（CWnd*pWin）通过:
:
GetDC获取指定窗口的客户区的设备描述表HDC，并且使用成员函数Attach把它和CClientDC对象捆绑在一起；其析构函数使用成员函数Detach把设备描述表句柄HDC分离出来，并调用:
:
ReleaseDC释放设备描述表HDC。
●CPaintDC：
仅仅用于响应WM_PAINT消息时绘制窗口，因为它的构造函数调用了:
:
BeginPaint获取设备描述表HDC，并且使用成员函数Attach把它和CPaintDC对象捆绑在一起；析构函数使用成员函数Detach把设备描述表句柄HDC分离出来，并调用:
:
EndPaint释放设备描述表HDC，而:
:
BeginPaint和:
:
EndPaint仅仅在响应WM_PAINT时使用。
例如，MFC中CView对WM_PAINT消息的实现方法如下：
voidCView:
:
OnPaint（）
{
CPaintDCdc（this）;
OnPrepareDC（&dc）;
OnDraw（&dc）;
}
●CMetaFileDC：
用于生成元文件。
●CWindowDC：
代表整个窗口区（包括非客户区）的设备描述表。
其构造函数CWindowDC（CWnd*pWin）通过:
:
GetWindowDC获取指定窗口的客户区的设备描述表HDC，并使用Attach把它和CWindowDC对象捆绑在一起；其析构函数使用Detach把设备描述表HDC分离出来，调用:
:
ReleaseDC释放设备描述表HDC。
三、Win32环境下绘图的基本过程
●获取或者创建设备描述表；
●必要的话，改变设备描述表的属性；
●使用设备描述表完成绘制操作；
●释放或删除设备描述表。
第一种绘图方式是对WM_PAINT消息的处理
voidCAaView:
:
OnPaint（）
{
CPaintDCdc（this）;//得到绘图DC
dc.TextOut（100,100,"HelloWorld"）;
}
或者
voidCAaView:
:
OnDraw（CDC*pDC）
{
pDC->TextOut（100,100,"HelloWorld"）;
}
上面的程序可以在窗口的100，100位置处，打印HelloWorld字符串。
那么什么时候会产生WM_PAINT消息呢？
由于Windows是一个多任务环境，某个应用程序的窗口上面可能被对话框或窗口覆盖，当撤消这些对话框或窗口时，这个应用程序窗口中就有一个"空洞"，这个"空洞"就是一块无效的用户区域。
为重新显示无效用户区域，Windows发送WM_PAINT消息实现。
要求Windows发送WM_PAINT的情况有：
改变窗口大小，覆盖用户区的菜单或对话框关闭，使用UpdateWindow和ScrollWindow函数等。
Windows发送WM_PAINT消息时，把它放到应用程序队列的最后，使得其它的输入能够先于WM_PAINT消息被处理。
GetMessage函数也得到队列中WM_PAINT消息之后的其它消息，即只有有没有其它消息的情况下，才从队列中取出WM_PAINT消息进行处理。
这样做是为了让应用程序首先完成影响窗口显示结果的其它操作，不致因为频繁地执行输出操作而引起显示器的闪烁。
Windows把WM_PAINT消息放在队列最后就是这个原因。
Windows并非WM_PAINT消息的唯一来源，使用InvalidateRect或InvalidateRgn函数也可以产生绘图窗口的WM_PAINT消息。
这两个函数把用户区全部或部分标记成无效用户区而要求重新显示。
下面的函数调用是把整个用户区标记成无效：
InvalidateRect（hWnd,NULL,TRUE）;
上面代码把hWnd句柄参数指定的窗口用户区标记成无效。
作为矩形结构的NULL参数指定整个用户区，TRUE参数表示擦除背景。
第二种绘图的方式是在非OnDraw/OnPaint中绘图
voidCAaView:
:
OnLButtonDown（UINTnFlags,CPointpoint）
{
CClientDCdc（this）;
dc.Ellipse（point.x-50,point.y-50,point.x+50,point.y+50）;
}
这段程序实现了：
以鼠标的当前位置为圆心，画一个半径为50的圆。
基本的画线函数有以下几种
CDC:
:
MoveTo（intx,inty）;改变当前点的位置
CDC:
:
LineTo（intx,inty）;画一条由当前点到参数指定点的线
CDC:
:
BOOLArc（LPCRECTlpRect,POINTptStart,POINTptEnd）;画弧线
CDC:
:
BOOLPolyline（LPPOINTlpPoints,intnCount）;将多条线依次序连接
基本的作图函数有以下几种：
CDC:
:
BOOLRectangle（LPCRECTlpRect）;矩形
CDC:
:
RoundRect（LPCRECTlpRect,POINTpoint）;圆角矩形
CDC:
:
Draw3dRect（intx,inty,intcx,intcy,
COLORREFclrTopLeft,COLORREFclrBottomRight）;3D边框
CDC:
:
Chord（LPCRECTlpRect,POINTptStart,POINTptEnd）;扇形
CDC:
:
Ellipse（LPCRECTlpRect）;椭圆形
CDC:
:
Pie（LPCRECTlpRect,POINTptStart,POINTptEnd）;
CDC:
:
Polygon（LPPOINTlpPoints,intnCount）;多边形
对于矩形，圆形或类似的封闭曲线，系统会使用画笔绘制边缘，使用刷子填充内部。
如果你不希望填充或是画出边缘，你可以选入空（NULL_PEN）笔或空（NULL_BRUSH）刷子。
多边形和剪贴区域
CreateRectRgn由矩形创建一个多边形
CreateEllipticRgn由椭圆创建一个多边形
CreatePolygonRgn创建一个有多个点围成的多边形
PtInRegion某点是否在内部
CombineRgn两个多边形相并
EqualRgn两个多边形是否相等
基本的绘图函数
CDC类中提供各种各样的输出操作，从画线到写字应有尽有。
为了画线、矩形、圆、扇形和写字，可相应地调用一些函数。
这些函数使用已选择的画笔和画刷，来画出边框，并填写图形内部区域，以及使用已选择的字体写字。
●画点函数SetPixel
COLORREFCDC:
:
SetPixel（intx,inty,COLORREFcclrref）;
该函数把x和y指定的点置为clrref指定的颜色。
●画线函数LineTo与移动函数MoveTo
LineTo函数用来画线，并且通常与MoveTo函数配合使用，如画一条从点（10,70）到点（250,100）的线：
MoveTo（10,70）;
LineTo（250,100）;
●画矩形函数Rectangle
Rectangle函数用来画矩形。
它使用已选择的画笔画出边框，使用已选择的刷子填满矩形内部。
下面的例子画一个左上角位于点（10,20）,右下角位于点（40,100）的矩形:
Rectangle（10,20,40,100）;
●画圆或椭圆函数Ellipse
Ellipse函数用来画圆或椭圆。
它使用已选择的笔画框，使用已选择的刷填满圆或椭圆的内部。
下面的例子画一个用点（10,20）和点（40,100）构成矩形框中的椭圆:
Ellipse（10,20,40,100）;
●画圆弧函数Arc
Arc函数用来画一段弧，这段弧由包围它的矩形和弧的开始点和结束点共同定义。
下面的例子在点（10,90）和点（360,120）所指定的矩形中画一段弧，它的起点和终点分别是点（15，90）和点（360，90）:
Arc（10,90,360,120,15,90,360,110）;
弧的起点坐标和终点坐标精确地位于弧上。
●画扇形函数Pie
Pie函数用来画扇形。
扇形由一段弧和两条从弧焦点到弧端点的半径组成。
Pie函数使用已选择的笔画框，使已选择的刷填满扇形内部。
下面的例子画一个用点（310,30）和点（360,80）构成的矩形围成的扇形。
其起点和终点分别为点（360,30）和点（360,80）:
Pie（310,30,360,80,310,30,360,80）;
弧的起点和终点不必精确地位于弧线上。
四、GDI对象
前面的程序只能画基本的图形，我们不能改变线条的颜色，线条的大小，不能填充颜色，也不能改变字体，显示一张位图等。
要实现这些功能，我们就要使用GDI对象。
这里，需强调一下：
GDI对象要选入Windows设备描述表后才能使用；用毕，要恢复设备描述表的原GDI对象，并删除该GDI对象。
一般按如下步骤使用GDI对象：
a、先创建或得到一个GDI对象
b、然后把它选入设备描述表
c、绘图
d、恢复设备描述表原来的GDI对象并删除刚新创建的GDI对象。
MFCGDI对象
MFC用一些类封装了WindowsGDI对象和相关函数，层次结构如图所示：
（1）画笔
画笔决定了线条的颜色、宽度和线型（实线、点线或点划线等）。
Windows使用当前在设备描述表中已选择的画笔来画线。
程序中可以选择Windows的予定义画笔，也可以选择自定义的画笔。
预定义画笔有三种：
BLACK_PEN（黑色笔）、WHITE_PEN（白色笔）和NULL_PEN（空笔），这些都在windows.h中已经定义好了，程序员可使用GetStockObject函数来选择其中的一种，系统缺省的画笔为黑色笔。
Windows.h包含了HPEN的数据类型定义，使用该类型可以定义画笔句柄的变量。
仅靠系统提供的预定义画笔远远不能满足需求，应用程序可根据实际需要创建一种自定义的逻辑画笔。
其步骤一般为：
首先用CreatePen或CreatePenIndirect函数建立一支画笔，再调用SelectObject函数将其选入设备描述表，此后就可使用该画笔在选定的设备描述表中进行绘图操作。
任何时候某一设备描述表只能有一支画笔被选入作为当前画笔，当一支画笔被选入时，原先已选入的画笔便不再有效。
完成绘图操作后，可以通过调用DeleteObject来释放已建立的画笔。
*函数CreatePen（）
语法:
HPENCreatePen（intfnPenStyle,intnWidth,COLORREFclrref）;
说明:
该函数创建一个逻辑画笔。
其中
fnPenStyle参数指定画笔的线型，该参数可取由windows.h定义的七个标识符之一，其含义为：
PS_SOLID实线
PS_DASH虚线
PS_DOT点线
PS_DASHDOT夹一点虚线
PS_DASHDOTDOT夹二点虚线
PS_NULL无
PS_INSIDEFRAME线画在所有构件框架内
nWidth参数是用逻辑单位表示的画笔的宽度；
clrref参数是一个COLORREF类型的颜色值，指定画笔的颜色，可用宏指令RGB构造这个值，如：
clrref=RGB（byRed,byGreen,byBlue）;
在使用CreatPen函数时，要检查其返回值，确保它是一个有效的句柄。
下面给出一段程序，说明建立、选择和释放画笔的一般方法，假定程序要用一支宽度为3的黑色作图，则程序如下：
CPen*p_Pen;
CDCdc;
p_Pen->CreatePen（PS_SOLD,3,RGB（0,0,0））;
if（p_Pen）
{
dc.SelectObject（p_Pen）;
//…//这里进行绘图操作
}
Deletep_Pen;//删除hPen画笔，释放空间
*函数CreatePenIndirect（）
语法:
HPENCreatePenIndirect（LOGPENFAR*lpLogPen）;
说明:
该函数用lpLogPen所指的LOGPEN结构中的信息创建一个逻辑画笔。
LOGPEN的结构如下:
typedefstructtagLOGPEN（
WORDlopnStyle;
POINTlopnWidth;
COLORREFlopnColor;
）LOGPEN;
其中lopnStyle指定画笔线型，该参数可取下列值之一:
PS_SOLID0
PS_DASH1
PS_DOT2
PS_DASHDOT3
PS_DASHDOTDOT4
PS_NULL5
PS_INSIDEFRAME6
nWidth参数是用逻辑单位表示的画笔的宽度
clrref参数是一个COLORREF类型的颜色值，指定画笔的颜色，可用宏指令RGB构造这个值。
（2）刷子
当我们在绘制一些区域图形时,其内部往往需要以某种图案进行填充，这就需要选定"刷子"作为绘图工具。
Windows系统不仅为用户提供了预定义刷子，而且还允许应用程序自定义刷子。
Windows系统中预定义的刷子有如下七种：
BLACK_BRUSH黑色刷子
DKGRAY_BRUSH深灰色刷子
GRAY_BRUSH灰色刷子
HOLLOW_BRUSH中空刷子，画边界而不填充
LTGRAY_BRUSH浅灰色刷子
NULL_BRUSH空刷子
WHITE_BRUSH白色刷子
应用程序可以调用GetStockObject函数选用其中一个，系统缺省的刷子是白色刷子。
Window.h包含了HBRUSH数据类型的定义，使用该类型就可定义刷子句柄的变量。
仅靠这七种刷子往往不能满足要求，应用程序通过调用如下几种函数创建逻辑刷子，这些函数返回值均为刷子句柄。
*函数CreateHatchBrush（）
语法：
HBRUSHCreateHatchBrush（intfnStyle,COLORREFclrref）;
说明:
该创建一个带阴影的逻辑刷子。
FnStyle指定的阴影格式如下:
HS_BDLAGONAL45度向上斜线组成的阴影图案（自左到右）
HS_CROSS水平和垂直交叉组成的阴影图案
HS_DIAGCROSS45度斜线交叉组成的阴影图案
HS_FDIAGONAL45度向下斜线组成的阴影图案（自左到右）
HS_HORZONA水平线组成的阴影图案
HS_VERTICAL垂直线组成的阴影图案
Clrref是具有COLORREF类型定义的刷子颜色值，可用宏指令RGB构造这个值。
*函数CreateSolidBrush（）
语法:
HBRUSHCreateSolidBrush（COLORREFclrre）;
说明:
该函数创建的是一种实心颜色的逻辑刷子。
clrre含义同上。
同样，使用创建刷子的函数时，要检查其返回，确保它是一个有效的句柄。
一旦创建了绘图工具之后，可以SelectObject函数把它选择到显示缓冲区里。
在使用显示缓冲区之前，并不一定非要创建和选择绘图工具，Windows为每个显示缓冲区提供默认的绘图工具。
例如:
黑色笔,白色刷子和系统字体。
DeleteObject函数用来删除不再需要的绘图工具，但不能删除一个已选进显示缓冲区的绘图工具，而是应该使用SelectObject函数恢复原有的绘图工具，然后再删除需要删除的工具。
（3）填充图形
绘制一些需要以某种图案进行填充的区域图形时，需要选定"刷子"作为绘图工具。
Windows系统中预定义的刷子有七种，应用程序可以调用GetStockObject函数选用其中一个，系统缺省的刷子是白色刷子。
当靠这七种刷子不能满足要求时，应用程序通过调用Windows函数创建逻辑刷子，这些函数返回值均为刷子句柄。
（4）文字与字体
Windows是使用定义好的与设备无关的字符集，Windows的"文本"字符也是图形，所以屏幕上所显示的用打印机或绘图仪等输出品的文本完全一样，做到"所见即所得"。
文本绘制函数有：
TextOut以当前的字体写一字符串
DrawText在一个特定矩形区中绘制某一格式的文本
ExtTextOut在一个特定矩形区中，以当前字体写一字符串
GrayString用灰色文本写一字符串
TabbedTextOut写一带扩展字符的字符串
要输出文本就离不开字体。
获取字体的相关信息可以使用函数：
BOOLGetTextMetrics（LPTEXTMETRIClpMetrics）
结构TEXTMETRIC的定义如下所示:
typedefstructtagTEXTMETRIC{//tm
LONGtmHeight;//字符高度
LONGtmAscent;//字符上部高度（基线以上）
LONGtmDescent;//字符下部高度（基线以下）
LONGtmInternalLeading;//由tmHeight定义的字符高度的顶部空间数目
LONGtmExternalLeading;//加在两行之间的空间数目
LONGtmAveCharWidth;//平均字符宽度
LONGtmMaxCharWidth;//最宽字符的宽度
LONGtmWeight;//字体的粗细轻重程度
LONGtmOverhang;//加入某些拼接字体上的附加高度
LONGtmDigitizedAspectX;//字体设计所针对的设备水平方向
LONGtmDigitizedAspectY;//字体设计所针对的设备垂直方向
BCHARtmFirstChar;//为字体定义的第一个字符
BCHARtmLastChar;//为字体定义的最后一个字符
BCHARtmDefaultChar;//字体中所没有字符的替代字符
BCHARtmBreakChar;//用于拆字的字符
BYTEtmItalic;//字体为斜体时非零
BYTEtmUnderlined;//字体为下划线时非零
BYTEtmStruckOut;//字体被删去时非零
BYTEtmPitchAndFamily;//字体间距（低4位）和族（高4位）
BYTEtmCharSet;//字体的字符集
}TEXTMETRIC;
GDI字体族和字样
GDI字体族和字样表如下表所示:
字体族字体族常量字样说明
DontcareFF_DONTCARESystem当不能提供字体信息或字体并不
重要时使用
DecorativeFF_DECORATIVESymbol
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