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1、第10单元 图形设备接口- 213 -第10单元 图形设备接口本单元教学目标介绍Windows的图形设备接口（GDI）和MFC的图形对象。学习要求了解图形设备接口的概念，掌握画笔、画刷和字体的用法，以及逻辑坐标和设备坐标的概念。授课内容在Windows程序中，应用程序的输出并不直接面向物理的设备，如显示屏或打印机，而是针对一个称之为设备环境（Device Context）的逻辑设备进行操作，设备环境与实际设备之间的信息传送由Windows直接管理。在MFC应用程序中，所有的绘制调用均通过相应的设备环境对象实现，设备环境对象封装了相应的Windows API功能，由一个32位的HDC类型句柄标识
2、。在MFC类库中，用CDC类封装设备文本对象。CPaintDC类是从CDC类派生的设备环境类。CPaintDC类的对象在OnPaint（）函数中使用。另外，CClientDC类也是常用的CDC派生类，用于在OnPaint（）函数外访问设备环境。在第9单元的程序举例中，我们已经看到了CPaintDC类的应用。但是，那些举例都很单调，没有颜色、线型和字体的变化。本单元首先介绍一些在设备环境下使用的绘图工具（图形设备接口对象），使用它们可改善应用程序的外观，然后介绍图形设备接口（GDI）的坐标系统。10.1 画笔与画刷画笔是用来画线的工具，是CPen类的对象。其使用方法为：/ 声明画笔对象，并创建宽
3、度为3的红色实线画笔CPen penRed;penRed.CreatePen(PS_SOLID, 3, RGB(255, 0, 0);/ 使用新的画笔，保存原来的画笔以便恢复CPen *pOldPen;pOldPen = dc.SelectObject(&pOldPen);/ 以下为作图代码，所画的线均使用新画笔 / 恢复原来的画笔dc.SelectObject(pOldPen);保存并恢复原来画笔的原因是，每个图形设备接口对象要占用一个HDC句柄，而可用的句柄数量是有限的，在使用完后要及时释放。否则，每次执行OnPaint（）函数时均要重新创建图形接口对象，未被释放的非法句柄会留在设备上下文
4、对象中，积累下去将导致严重的运行错误。CPen类的成员函数CreatePen（）用于创建画笔，其原型为：BOOL CreatePen (int nPenStyle, int nWidth, COLORREF crColor);第1个参数是画笔样式，可取画笔样式说明PS_SOLID创建实线笔PS_DASH创建由短线构成的虚线PS_DOT创建由点构成的虚线PS_DASHDOT创建由短线和点构成的虚线PS_DASH_DOTDOT创建由短线、点、点构成的虚线PS_NULL创建空（空白）画笔各种虚线只有当线宽为1时有效。第2个参数为线宽，第3个参数为线的颜色，可使用RGB（）函数指定。RGB（）函数有3
5、个参数，分别代表选取颜色的红、绿、蓝分量，可取0255之间的整数值。例如RGB（255，255，255）为白色，RGB（0，0，0）为黑色。画刷是用来填充图形的工具，是CBrush类的对象，使用方法与画笔类似，也要定义画刷对象，创建画刷并保存原来的画刷，在绘图工作结束后恢复原来的画刷。创建画刷的成员函数的原型为：BOOL CreateSolidBrush ( COLORREF crColor );参数crColor指定了画刷的颜色。除此而外，还可以创建一个阴影风格的画刷：BOOL CreateHatchBrush ( int nIndex, COLORREF crColor );其中参数nIn
6、dex指定了阴影风格，可取值为：阴影风格说明HS_BDIAGONAL从左下角到右上角的45度斜线HS_CROSS水平线与垂直线HS_DIAGCROSS相互垂直的45度线HS_FDIAGONAL从左上角到右下角的45度斜线HS_HORIZONTAL水平线HS_VERTICAL垂直线CDC类的SelectObject（）函数原型如下：CPen* SelectObject( CPen* pPen );CBrush* SelectObject( CBrush* pBrush );virtual CFont* SelectObject( CFont* pFont );即SelectObject（）是重载
7、的CDC类成员函数。SelectObject（）将一个GDI对象选入到设备环境中，新选中的对象将替换原有的同类型对象，然后返回指向被替换的对象的指针。10.2 绘画模式在Windows中，绘图的最终效果不但取决于画笔和画刷的设置，还可以通过设定绘图模式来修正。屏幕绘图模式可通过CDC的成员函数SetROP2（）设定，其原型为：int SetROP2 ( int nDrawMode );其中参数nDrawMode为选定的绘图模式，常用模式有：绘图模式说明R2_BLACK无论画笔色如何，只用黑色绘图；R2_WHITE无论画笔色如何，只用白色绘图；R2_NOP无论画笔色如何，用无色笔绘图；R2_NO
8、T用与背景色相反的颜色绘图；R2_NOTCOPYPEN 用与画笔色相反的颜色绘图；R2_COPYPEN用画笔色绘图；R2_XORPEN对画笔色和背景色作异或（XOR）运算。其中R2_NOT模式可保证所绘图形是可见的，即如果画笔色与背景色相同，则以与背景色相反的颜色作图，避免了所画图形“淹没”在背景中；R2_XORPEN模式有一种特殊效果，即对同一条线画两次会起到擦除作用。该函数的返回值为原来的绘图模式。10.3 GDI坐标系GDI支持两种类型的坐标系，即逻辑坐标系和设备坐标系。逻辑坐标系按坐标设置方式（又称为映射模式）可分为8种，它们的坐标特性如下：映射模式逻辑单位 x递增方向y递增方向 MM
9、_TEXT像素向右向下 MM_LOMETRIC0.1mm向右向上 MM_HIMETRIC0.01mm向右向上 MM_LOENGLISH0.01inch向右向上 MM_HIENGLISH0.001inch向右向上 MM_TWIPS1/1440inch向右向上 MM_ISOTROPIC可调整 (x = y)可选择可选择 MM_ANISOTROPIC可调整（x != y） 可选择可选择注意所有映射模式的坐标原点均在设备输出区域（如窗口客户区或打印纸上的打印区域）的左上角。因此，对于y坐标递增方向向下的映射模式（如MM_TEXT），y坐标值均为正值，而对于y坐标递增方向向上的映射模式（如MM_LOME
10、TRIC等），所有的y坐标值均为负值，在编程时要特别注意。最常用的映射模式是MM_TEXT，这也是缺省设置。在该模式下，坐标原点在客户区左上角，x坐标值是向右递增，y坐标值是向下递增，单位值1代表一个像素，与屏幕坐标系类似。采用除MM_TEXT外的其他映射模式的原因有二：一是欲使程序显示在不同的屏幕分辨率（如640480、800600或1024768等）下有相近的尺度；二是欲使程序的显示和打印比例相近（参看13.2：“打印和打印预览”）。设置映射模式，可使用CDC类的SetMapMode（）成员函数，其原型为virtual int SetMapMode ( int nMapMode );其中参
11、数nMapMode为欲设置的映射模式，返回值为原来的映射模式。MFC绘图函数均使用逻辑坐标作为位置参数。例如CString str(“Hello, MFC!”);dc.TextOut(10, 10, str, str.GetLength();这里的（10，10）是逻辑坐标而不是像素点数（只是在缺省映射模式MM_TEXT下，正好与像素点相对应），在输出时GDI函数会将逻辑坐标（10，10）依据当前映射模式转化为“设备坐标”，然后将文字输出在屏幕上。设备坐标以像素点为单位，且x轴坐标值向右递增，y轴坐标值向下延伸，但原点（0，0）位置却不限定在工作区左上角。依据设备坐标的原点和用途，可以将Wind
12、ows下使用的设备坐标系统分为三种：客户区坐标系统，窗口坐标系统和屏幕坐标系统。1客户区坐标系统：客户区坐标系统是最常见的坐标系统，以窗口客户区左上角为原点（0，0），主要用于窗口客户区绘图输出以及处理窗口的一些消息。鼠标消息WM_LBUTTONDOWN、WM_MOUSEMOVE传给框架的消息参数以及CDC一些用于绘图的成员都是使用客户区坐标。2屏幕坐标系统：屏幕坐标系统是另一类常用的坐标系统，以屏幕左上角为原点（0，0）。一些与窗口客户区不相关的函数均以屏幕坐标为单位，例如设置和取得光标位置的函数SetCursorPos（）和GetCursorPos（）；由于光标可以在任何一个窗口之间移动，
13、它不属于任何一个单一的窗口，因此使用屏幕坐标。弹出式菜单使用的也是屏幕坐标。另外，CreateWindow（）和MoveWindow（）等函数用于设置窗口相对于屏幕的位置，使用的也是屏幕坐标系统。3窗口坐标系统：窗口坐标系统以窗口左上角为坐标原点，它包含了窗口控制菜单、标题栏等内容。一般情况下很少在窗口标题栏上绘图，因此这种坐标系统很少使用。MFC提供ClientToScreen（）、ScreenToClient（）两个函数用于完成客户区坐标和屏幕坐标之间的转换工作。void ScreenToClient( LPPOINT lpPoint ) const;void ScreenToClient
14、( LPRECT lpRect ) const;void ClientToScreen( LPPOINT lpPoint ) const;void ClientToScreen( LPRECT lpRect ) const;如果用户在窗口客户区移动鼠标或按下鼠标按键，就会得到鼠标位置的设备坐标。在使用该数据绘图时，需要将其转化为逻辑坐标。CDC类提供了两个成员函数LPtoDP（）和DPtoLP（）完成逻辑坐标和设备坐标之间的转换工作，其中LPtoDP用于将逻辑坐标转换为设备坐标，而DPtoLP（）用于将设备坐标转换为逻辑坐标：void LPtoDP ( LPPOINT lpPoints, in
15、t nCount = 1 ) const;void LPtoDP ( LPRECT lpRect ) const;void DPtoLP ( LPPOINT lpPoints, int nCount = 1 ) const;void DPtoLP ( LPRECT lpRect ) const;但如果采用MM_TEXT的映射模式，设备坐标和逻辑坐标一致，就无需转换了。第9单元的例题程序均如此。例10-1 在窗口中显示一个椭圆，并用鼠标切换该椭圆的图形参数。说 明：建立项目的方法见9.8：“用Visual C+集成开发环境开发Win32应用程序”。程 序：/ Example 10-1: 用鼠标切换图形参数#include / 框架窗口类class CMyWnd: public CFrameWndint m_nColor;CR
