visual c++图形程序设计基础.docx

1、visual c+图形程序设计基础 Visual C+图形程序设计基础一、前言：Visual C+是在Microsoft C的基础上发展而来的，随着计算机软、硬件技术的快速发展，如今Visual C+已成为集编辑、编译、运行、调试于一体功能强大的集成编程环境。本章以Visual C+ 6.0为对象，主要介绍Visual C+集成编成环境的使用、图形设备接口和常用图形程序设计、鼠标编程以及菜单设计等基础，目的是通过对Visual C+的学习，掌握Visual C+图形程序设计的方法，为计算机图形学原理部分的算法实现提供程序工具和方法。大致以下目的：1 学习Visual C+图形程序设计的方法；2

2、 掌握Visual C+集成编成环境的使用、图形设备接口和常用图形程序设计、鼠标编程、橡皮筋交互技术、画刷与画笔以及菜单设计等；二、Visual C+图形程序设计基础21 Visual C+ 6.0应用程序开发方法 介绍Visual C+ 6.0集成开发环境，以一个简单的实例介绍利用Visual C+应用程序工程建立方法和程序设计框架。211 Visual C+的集成开发环境从开始菜单中启动Visual C+ 6.0，进入开发集成环境。打开一个项目后，可以看到Visual C+ 6.0的开发环境由标题栏、工具栏、工作区窗口、源代码编辑窗口、输出窗口和状态栏组成，见图21所示。标题栏用于显示应用

3、程序名和所打开的文件名，标题栏的颜色可以表明对应窗口是否被激活。菜单栏包括文件、编辑、显示、插入、工程、编译、工具、窗口和帮助九项主菜单，包含了从源代码的编辑、界面设计、程序调试和编译运行在内的所有功能。工具栏列出了常用的菜单命令功能和对象方法。工具栏的下面是两个窗口，一个是工作区窗口，用于列出工程中的各种对象，一个是源代码编辑窗口，用于各个对象的程序设计。输出窗口显示项目建立过程中所产生的各种信息。屏幕底端是状态栏，它给出当前操作或所选择命令的提示信息。状态栏 图21 Visual C+ 6.0集成开发环境212 应用程序工程的建立方法Visual C+提供了一种称为App Wizard的工

4、具，利用该工具，用户可以方便地按照自己的需要创建符合需要的应用程序框架。在这个基础上，用户可以进一步将自己编写的程序加入到这个框架中，实现用户程序的功能。下面介绍建立VcApp应用程序框架的方法，其它应用程序的方法都与此类似。第一步：启动Visual C+,选择工程方法 从开始菜单中选择 Visual C+，进入Visual C+集成环境。从文件菜单中选择新建(New)命令，弹出图3-2对话框。切换到工程（Projects）标签，项目类型选择MFC AppWizard(exe)，输入工程的名字（如VcApp），选择项目放置的位置，然后单击“确定”按钮。 图3-2 Visual C+的New对话

5、框第二步：设置应用程序的特性。 这些设置包括六个问题，每一个问题都有不同的选项供选择。一个问题选择完后，通过“下一步”（Next）选择下一个问题，直到六个问题选择完毕。还可以通过“上一步”(Back)返回上一个问题重新选择。下面继续上面的例子，在单击“确定”按钮后，弹出第一个问题窗口，如图3-3所示。第一个问题是建立什么类型的应用程序，有三个选项：单个文档（Single document）、多重文档（Multiple document）和基本对话（Dialog based）。单个文档应用程序主窗口中只有一个窗口，多重文档可以在主窗口中开多个子窗口，基本对话主窗口是一个对话框。例中选择单个文档，

6、单击“确定”，进入下一个问题，如图3-4所示。第二个问题是数据库的支持，是否用ODBC存取数据库，有四个选项：不包括数据库的支持（None）、仅包含ODBC头文件（Header files only）、指定一个数据库但没有文件支持和指定一个数据库但需要文件支持。当选择了后两项，则需要用户选择一个已经建立的数据库。例中不需要数据库支持，选择第一个选项“否”，进入第三个问题，如图3-5所示。 图3-3 第一个问题：选择应用程序的类型图3-4 第二个问题：选择是否要用ODBC支持第三个问题是对ActiveX的支持。有五个选项：（1）没有对ActiveX的支持；（2）ActiveX容器，它可以包含链接

7、和嵌入对象。容器不能为其它的ActiveX程序提供支持，它只能维护嵌入对象；（3）微型服务器（Mini-server），应用程序不能独立运行，只能被调用为其它程序建立ActiveX对象。（4）完整服务器（Full-server），它能够独立运行，并能够为其它应用程序建立ActiveX对象。（5）容器和服务器，一个应用程序可以同时是容器和服务器。在例子中，选择第一个选项，没有对ActiveX的支持，单击“下一个”（Next）进入下一个问题。图3-5 第三个问题：选择是否对ActiveX的支持第四个问题是应用程序的特性和高级选项，如图3-6所示。图3-6 应用程序的特性和高级选项例中全部采用默认选

8、项，进入下一个问题。第五个问题是项目的风格、原文件注释和MFC库类型，如图3-7所示。在例子中全部采用默认选项，进入第六个问题。第六个问题是确定类名和文件名，如图3-8所示。 基于第一个问题到第五个问题的回答，AppWizard会把将要建立的新类的名称通知用户。AppWizard将为应用程序建立四个新类，CVcAppApp是应用程序类，它是CWinApp的派生类。CMainFrame是一个拥有应用程序主窗口的类。CVcAppDoc和CVcAppView是该应用程序的文档和视图类。这些名字用户可以改变。最后单击“完成”（Finish）,显示所建项目的信息，单击“确定”后，项目建立完成。图3-7

9、项目的风格、原文件注释和MFC库类型 图3-8 通知MFC产生的类名称213 输入源程序进行程序设计 应用程序项目工程建立以后，就为应用程序的开发建立了一个框架，这是不输入任何程序代码，对该项目程序进行编译和运行，可以生成一个完整的窗口程序。用户根据项目工程中的不同类，输入自己设计的程序代码，完成用户的程序设计。 例如，从VcApp Classes中找到CVcAppView的OnDraw（）函数，如图3-9所示。双击OnDraw（）函数，这时系统会打开VcAppView.cpp文件，而且光标正置于OnDraw（）函数中，在其中输入下列语句：pDc-TextOut(30,30,”同学们好，欢迎使

10、用VC+编程！”)；编译并运行该程序，运行结果如图3-10所示。 图3-9 输入程序源代码图3-10 运行结果22 图形设备接口和图形程序设计221 图形设备接口简介在Windows系统中，程序都是通过一个叫做图形设备接口（GDI, Graphics Device Interface）的抽象接口和硬件打交道，Windows会自动将设备环境表映射到相应的物理设备，并且会提供正确的输入/输出指令。GDI是Windows系统核心的三种动态链接库之一，它管理Windows系统的所有程序的图形输出。在Windows系统中，GDI向程序员提供了高层次的绘图函数，只要掌握这些绘图函数，就可以很方便地进行图形

11、程序设计。另一个概念是设备描述表（DC, Device Context）。DC是一个数据结构，当程序向GDI设备中绘图时，需要访问该设备的DC。MFC将GDI的DC封装在C+类中，包括CDC类和CDC派生类，这些类中的许多成员都是对本地GDI绘图函数进行简单封装而形成的内联函数。DC的作用就是提供程序与物理设备或者虚拟设备之间的联系，除此之外，DC还要处理绘图属性的设置，如文本的颜色等。程序员可以通过调用专门的GDI函数修改绘图属性，如SetTextColor()函数。CDC类是GDI封装在MFC中最大的一个类，它表示总的DC。表21列出了CDC中的一些常用绘图函数。表21 CDC类中常用绘图

12、函数函 数描 述使用频率Arc()椭圆弧*BitBlt()把位图从一个DC拷贝到另一个DC*Draw3dRect()绘制三维矩形*DrawDragRect()绘制用鼠标拖动的矩形*DrawEdge()绘制矩形的边缘*DrawIcon()绘制图标*Ellipse()绘制椭圆*FillRect()绘制用给定的画刷颜色填充矩形*FillRgn()绘制用给定的画刷颜色填充区域*FillSolidRed()绘制用给定的颜色填充矩形*FloodFill()用当前的画刷颜色填充区域*FrameRect()绘制矩形边界*FrameRgn()绘制区域边界*GetBKColor()获取背景颜色*GetCurren

13、tBitmap()获取所选位图的指针*GetCurrentBrush()获取所选画刷的指针*GetCurrentFont()获取所选字体的指针*GetCurrentPalette()获取所选调色板的指针*GetCurrentPen()获取所选画笔的指针*GetCurrentPosition()获取画笔的当前位置*GetDeviceCaps()获取显示设备能力的信息*GetMapMode()获取当前设置映射模式*Getpixel()获取给定像素的RGB颜色值*GetPolyFillMode()获取多边形填充模式*GetTextColor()获取文本颜色*GetTextExtent()获取文本的宽

14、度和高度*GetTextMetrics()获取当前文本的信息*GetWindow()获取DC窗口的指针*GrayString()绘制灰色文本*LineTo()绘制直线*MoveTo()设置当前画笔位置*Pie()绘制饼图*Polygon()绘制多边形*PolyLine()绘制一组直线*RealizePalette()将逻辑调色板映射到系统调色板*Rectangle()绘制矩形*RoundRect()绘制圆角矩形*SelectObject()选择GDI绘图对象*SelectPalette()选择逻辑调色板*SelectStockObject()选择预定义图形对象*SetBkColor()设置背景

15、颜色*SetMapMode()设置映射模式*SetPixel()把像素设定为给定的颜色*SetTextColor()设置文本颜色*StretchBlt()把位图从一个DC拷贝到另一个DC，并根据需要扩展或压缩位图*TextOut()绘制字符串文本*这些函数的语法和使用可以通过MSDN帮助查询。22.2节主要介绍Windows中基本图形，包括电、直线、圆、圆弧、矩形、椭圆、扇形、折线等程序设计222 绘制基本图形（1）画点 SetPixel()函数可以在指定的坐标位置按指定的颜色画点。函数原型说明如下：COLORREF CDC: SetPixel(int X, int Y, COLORREF c

16、rColor); 其中，（X，Y）为点的坐标位置，crColor参数为点的颜色值。如果函数调用成功，则函数返回像素的颜色值，否则返回值为-1。颜色值通过RGB(Red,Green,Blue)来设置，其中三个参数取值0255。例如，在VcAPP项目中，在CVcAppView类中的OnDraw()函数中加入下列画点语句：/绘制一组彩色点 /绘制一组彩色点 pDC-TextOut(20,20,point:); pDC-SetPixel(100,20,RGB(255,0,0); pDC-SetPixel(110,20,RGB(0,255,0); pDC-SetPixel(120,20,RGB(0,0,

17、255); pDC-SetPixel(100,20,RGB(255,255,0); pDC-SetPixel(100,20,RGB(255,0,255); pDC-SetPixel(100,20,RGB(0,255,255); pDC-SetPixel(100,20,RGB(0,0,0); pDC-SetPixel(100,20,RGB(255,255,255);运行程序，查看运行结果。（2）画直线和折线画直线需要LineTo()和MoveTo()两个函数的配合使用。LineTo()函数以当前位置所在的点为直线的起点，另指定一个点为直线的终点，画出一段直线。直线的颜色通过画笔的颜色来设定，在后

18、面介绍。LineTo()函数原型说明如下：BOOL CDC: LineTo(int nXEnd, int nYEnd);直线的终点位置由（nXEnd, nYEnd）指定。如果函数调用成功，那么该点就成为当前位置，并返回TRUE，否则返回FALSE。MoveTo()函数只是将当前位置移动到指定位置，它并没有画出直线，其函数说明为：BOOL CDC: MoveTo (int X, int Y);示例：在CVcAppView类中的OnDraw()函数中加入下列画点语句：/绘制直线 pDC-TextOut(20,60,Line:); pDC-MoveTo(20,90); pDC-LineTo(160,

19、90);Polyline()函数用来画一条折线，而PolyPolyline()函数则用来画多条折线，它们的函数原型说明如下：BOOL CDC:Polyline(COUST POINT *lppt, int cPoints);BOOL CDC:PolyPolyline(COUST POINT * lppt, COUST DWORD *lpdwPolyPoints, DWORD cCount); 在Polyline()函数中，lppt是指向折线顶点数组的指针，而cPoints是折线顶点数组中的顶点数。例如，绘制一条具有4个顶点的折线，程序如下：POINT polylinepoint4=70,240

20、,20,190,70,190,20,240;pDC-Polyline(polylinepoint,4);在PolyPolyline（）函数中，lppt是指向保存顶点数组的指针，而各条折线的顶点数则保存在lpdwPolyPoints参数所指向的数组中，最后的cCount参数指定折线的数目。例如：POINT polypolylinePt9=95,160,120,185,120,250,145,160,120,185,90,185,150,185,80,210,160,210; DWORD dwPolyPoints4=3,2,2,2; /分四段折线，分别占用3，2，2，2个顶点 pDC-PolyPo

21、lyline(polypolylinePt, dwPolyPoints, 4);注：由于一条折线至少需要2个顶点，因此dwPolyPoints数组中的数不应该小于2。（3）画弧线和曲线通过Arc()函数画弧线或整个椭圆。椭圆限定在一个矩形内，称为外接矩形。Arc()函数的圆形说明如下：BOOL CDC: Arc(int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect,int nXStartArc, int nYStartArc, int nXEndArc, int nYEndArc);其中，（nLeftRect, nTopRec

22、t）是外接矩形的左上角坐标值，（nRightRect, nBottomRect）是外接矩形的右下角坐标值。而椭圆中心与点（nXStartArc, nYStartArc）所构成的射线与椭圆的交点成为弧线的起点，椭圆中心与点（nXEndArc, nYEndArc）所构成的射线与椭圆的交点成为弧线的终点。椭圆上从始点到终点就形成一条弧线。 在Windows系统中，弧线从始点到终点的方向是逆时针方向，但可以通过SetArcDirection()函数将绘制弧线方向设置为顺时针方向。示例，用Arc()绘制圆、圆弧和椭圆，程序如下：for (i=0;iArc(260-5*i,70-5*i,260+5*I,7

23、0+5*i,260+5*i,70,260+5*i,70);for (i=3;iArc(260-10*i, 70-10*i, 260+10*i, 70+10*i, (int)260+10*i*cos(60*21415926/180),(int)70+10*i*sin(60*21415926/180),(int)260+10*i*cos(60*21415926/180),(int)70-10*i*sin(60*21415926/180); pDC-Arc(260-10*i, 70-10*i, 260+10*i, 70+10*i, (int)260-10*i*cos(60*21415926/180)

24、,(int)70-10*i*sin(60*21415926/180),(int)260-10*i*cos(60*21415926/180),(int)70+10*i*sin(60*21415926/180);Bezier曲线是最常见的非规则曲线之一。Bezier曲线属于三次曲线，需要四个控制顶点来确定一条Bezier曲线，其中曲线通过第一点和最后一点，并且第一条边和最后一条边是曲线在起点和终点处的切线，从而确定了曲线的走向。PolyBezier()函数可以画出一条或多条Bezier曲线，其函数原型说明如下：BOOL CDC: PolyBezier(CONST POINT * lppt, DWO

25、RD cPoints);其中，lppt参数是曲线控制顶点所组成的数组，cPoints参数表示lppt数组中的顶点数，一条Bezier曲线需要四个控制顶点。如果lppt数组用于画多条Bezier曲线，第二条以后的曲线只需要三个控制顶点，因为后面的曲线总是把前一条曲线的终点作为自己的起点。示例，给出四个控制顶点，画出一条Bezier曲线和特征多边形。/绘制Bezier 曲线POINT polyBezier4=20,310,60,240,120,300,160,330;pDC-Polyline(polyBezier,4);pDC-PolyBezier(polyBezier,4);（4）画封闭曲线Wi

26、ndows中提供了一组画封闭曲线的函数，包括绘制矩形、多边性、椭圆等，这些画封闭曲线的函数不但可以利用画笔来画出轮廓线，同时还可以利用画刷来填充这些封闭曲线所围成的区域。Rectangle()函数用来画矩形，其函数原型说明如下：BOOL CDC: Rectangle(int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect);其中，参数nLeftRect和 nTopRect给出了矩形左上角的坐标，而nRightRect和 nBottomRect则给出矩形的右下角坐标。Ellipse()函数的作用则是画椭圆形。在Ellipse()函

27、数中，椭圆是由其外接矩形来确定的，外接矩形的中心与椭圆中心重合，矩形的长与宽和椭圆的长短轴相等。函数说明如下：BOOL CDC: Ellipse(int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect);其中的参数说明与Rectangle()函数相同。RoundRect()函数用来画圆角矩形，其函数的原型说明如下：BOOL CDC: RoundRect(int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect,int nWidth, int nHeight);其中的

28、前四个参数与Rectangle()函数相同，nWidth表示圆角的宽度, nHeight表示圆角的高度。Polygon()函数用来画封闭的任意多边形，其函数原型说明如下：BOOL CDC: Polygon(COUST POINT *lpPoints, int cCount); 其中的参数说明与Polyline()函数相同。但两个函数有区别，Polygon()函数会自动将起点和终点相连形成封闭的多边形，而Polyline()函数则画出多条折线，只有当最后一点与起点相同时才画出封闭的多边形。示例，绘制矩形、圆角矩形、椭圆和多边形，程序如下：/绘制矩形、圆角矩形、椭圆和多边形pDC-Rectangl

29、e(190,270,250,310);pDC-RoundRect(265,270,330,310,30,20);pDC-Ellipse(260-50,200-30,260+50,200+30);POINT polygonPts3=390,160,430,220,350,210;pDC-Polygon(polygonPts,3);223 画笔与画刷（1）画笔当绘制图形时，线条的属性，包括颜色、宽度、样式等都是由画笔来确定的。程序员可以创建画笔，定义画笔的属性，从而画出多彩的图形。创建画笔包括CreatePen()和CreatePenIndirect()两个函数。MFC将这些函数封装在CPen类中

30、，这样画笔就能够被视为对象进行处理。下面介绍创建画笔的方法。方法一：直接构造一个CPen对象，并将定义画笔的参数传给它，例如： CPen pen(PS-SOLID,1,RGB(255,0,0); 创建一个宽度为一个像素、实线和红色的画笔。方法二：首先声明一个没有初始化的CPen类对象，然后再用CreatePen()函数定义画笔的属性。例如，CPen Pen;Pen-CreatePen (PS-SOLID,1,RGB(255,0,0);方法三：先声明一个CPen类对象和一个描述画笔结构的LOGPEN类对象，并填入画笔的属性值，然后调用CreatePenIndirect()函数来创建画笔。如下所示：CPen Pen;LOGPEN LogPen;LogPen.lop