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1、课 题: 第六章 Windows的图形设备接口及windows绘图 目的要求： windows图形输出的原理 掌握设备环境类的概念与使用 掌握基本绘图工具的使用 教学重点： 图形输出原理，绘图工具的使用 教学难点： 图形输出原理 教学课时： 4 教学方法：讲练结合 教学内容与步骤： 一、Windows绘图过程与设备无关性图形设备接口GDI：管理Windows应用程序图形的绘制，在应用程序中，通过调用GDI函数绘制不同尺寸、颜色、风格的几何图形、文本和位图。这些图形处理函数组成了图形设备接口GDI。是形成Windows核心的三种动态链接库之一：user.dll, windows.dll,设备环境
2、DC也称设备描述表或设备上下文，设备环境中的“设备”是指任何类型的显示器或打印机等输出设备。从根本上来说，设备环境DC是一个由Windows管理的一个数据结构，它保存了绘图操作中一些共同需要设置的信息，如当前的画笔、画刷、字体和位图等图形对象及其属性，以及颜色和背景等影响图形输出的绘图模式。并实现应用程序、设备驱动程序和输出设备之间绘图命令的转换。形象地说，一个设备环境提供了一张画布和一些绘画的工具，我们可以使用不同颜色的工具在上面绘制点、线、圆和文本。绘图过程：图形设备接口GDI处于设备驱动程序的上一层，当程序调用绘图函数时，GDI将绘图命令传送给当前设备的驱动程序，以调用驱动程序提供的接口
3、函数。驱动程序的接口函数将Windows绘图命令转化为设备能够执行的输出命令，实现图形的绘制。不同设备具有不同的驱动程序，设备驱动程序是设备相关的。设备无关性：是指操作系统屏蔽了硬件设备的差异，使用户编程时一般无需考虑设备的类型，如不同种类的显示器或打印机。 简单而言：GDI绘图语句的设备无关性。MFC与SDK编程：MFC将GDI函数和绘图对象封装在一个名为CDC的设备环境类中，因此我们可以通过调用CDC类的成员函数来完成绘图操作. SDK编程：通过设备环境调用系统提供的GDI函数和绘图函数来完成绘图过程。获取设备环境DC的方法：两种编程方式采用SDK方法编程，获取DC的方法有两种：在WM_P
4、AINT消息处理函数中通过调用API函数BeginPaint()获取设备环境在其他函数中通过调用API函数GetDC(hwnd)获取设备环境，分别用EndPaint(HWND hwnd, PAINTSTRUCT &ps)和ReleaseDC（hwnd）释放设备环境。采用MFC方法编程，在程序中通过声明一个MFC设备环境类的对象就自动获取了一个DC，当该对象被销毁时就自动释放了获取的DC。主要有三种方式定义DC对象 ：1,CDC pdc(this); 2,CClientDC pdc(this); 3,CPaintDC pdc(this)CDC类既作为其它MFC设备环境类的基类，又可以作为一个一般
5、的设备环境类使用。利用它可以访问设备属性和设置绘图属性。CDC类对GDI的所有绘图函数进行了封装。CPaintDC类是OnPaint()函数使用的设备环境类，它代表一个窗口的绘图画面。如果添加WM_PAINT消息处理函数OnPaint()，就需要使用CPaintDC类来定义一个设备环境对象。 CClientDC类代表了客户区设备环境。当在客户区实时绘图时，需要利用CClientDC类定义一个客户区设备环境。CWindowDC类代表了整个程序窗口设备环境，可以在整个窗口区域绘图。 二，GDI坐标系和映射模式： l Windows坐标系分为逻辑坐标系和设备坐标系两种，GDI支持这两种坐标系。一般而
6、言，GDI的文本和图形输出函数使用逻辑坐标，而在客户区移动或按下鼠标的鼠标位置是采用设备坐标。 l 逻辑坐标系是面向DC的坐标系，这种坐标不考虑具体的设备类型，在绘图时，Windows会根据当前设置的映射模式将逻辑坐标转换为设备坐标。设备坐标系是面向物理设备的坐标系，这种坐标以像素或设备所能表示的最小长度单位为单位，X轴方向向右，Y轴方向向下。设备坐标系的原点位置(0, 0)不限定在设备显示区域的左上角。设备坐标系分为屏幕坐标系、窗口坐标系和客户区坐标系三种相互独立的坐标系。l 屏幕坐标系以屏幕左上角为原点，一些与整个屏幕有关的函数均采用屏幕坐标，如GetCursorPos()、SetCurs
7、orPos()、CreateWindow()、MoveWindow()。弹出式菜单使用的也是屏幕坐标。l 窗口坐标系以窗口左上角为坐标原点，它包括窗口标题栏、菜单栏和工具栏等范围。l 客户区坐标系以窗口客户区左上角为原点，主要用于客户区的绘图输出和窗口消息的处理。鼠标消息的坐标参数使用客户区坐标，CDC类绘图成员函数使用与客户区坐标对应的逻辑坐标。坐标之间的相互转换：l MFC提供了两个函数CWnd:ScreenToClient()和CWnd:ClientToScreen()用于屏幕坐标与客户区坐标的相互转换。l MFC提供了两个函数CDC:DPtoLP()和CDC: LPtoDP()用于设备
8、坐标与逻辑坐标之间的相互转换。 映像模式（设备环境类对象调用其成员设置窗口映像模式）设置窗口映像模式：映像模式定义了将逻辑单位转化为设备的度量单位以及设备的x方向和y方向，程序员可在一个统一的逻辑坐标系中操作而不必考虑输出设备的坐标系情况映射模式逻辑单位坐标系设定MM_TEXT一个像素X轴正方向朝右，Y轴正方向朝下MM_LOMETRIC0.1毫米X轴正方向朝右，Y轴正方向朝上MM_HIMETRIC0.01毫米X轴正方向朝右，Y轴正方向朝上MM_LOENGLISH0.01英寸X轴正方向朝右，Y轴正方向朝上MM_HIENGLISH0.001英寸X轴正方向朝右，Y轴正方向朝上MM_TWIPS1/14
9、40英寸X轴正方向朝右，Y轴正方向朝上MM_ISOTROPIC系统确定X、Y轴可任意调节，X、Y轴比例为1:1MM_ANISOTROC系统确定X、Y轴可任意调节，X、Y轴比例任意设置原点：视口的缺省原点和窗口的缺省原点均为（0，0）通过调用函数CDC:SetWindowOrg()设置设备环境的窗口原点的坐标，调用CDC:SetViewportOrg()重新设置设备的视口原点的坐标。窗口：对应逻辑坐标系上程序员设定的区域，视口：对应实际输出设备上程序员设定的区域窗口原点是指逻辑窗口坐标系的原点在视口（设备）坐标系中的位置，视口原点是指设备实际输出区域的原点。除了映射模式，窗口和视口也是决定一个点
10、的逻辑坐标如何转换为设备坐标的一个因素。一个点的逻辑坐标按照如下式子转换为设备坐标：设备（视口）坐标 = 逻辑坐标 窗口原点坐标+ 视口原点坐标绘图模式：1，逻辑坐标映射为设备坐标（设置原点）。2，直接在设备坐标中绘图。坐标映射：设坐标方向为向右，向下，SetWindowOrg(50，50)，则：逻辑坐标（50，50）映射为设备坐标（0，0）。即逻辑坐标中图形向左向上进行了平移。故窗口原点的设置原则：设为与要移动方向相反方向。A(0,0)A(50,50)逻辑坐标设备坐标A(0,0)A(50,50)逻辑坐标设备坐标例：填空：将如上图中逻辑坐标中图形移到设备坐标中相应位置，则：SetWindowO
11、rg( _, _ )例 分别在OnDraw()函数中添加如下代码，设置不同的窗口原点和视口原点，结果有什么不同。 （1）pDC-SetMapMode(MM_TEXT); pDC-Rectangle(CRect(50, 50, 100, 100);（2）pDC-SetMapMode(MM_TEXT); pDC-SetWindowOrg(50, 50);pDC-Rectangle(CRect(50, 50, 100, 100);（3）pDC-SetMapMode(MM_TEXT); pDC-SetViewportOrg(50,50);pDC-Rectangle(CRect(50, 50, 100,
12、 100);（4）pDC-SetMapMode(MM_TEXT); pDC-SetViewportOrg(50,50);pDC-SetWindowOrg(50, 50);pDC-Rectangle(CRect(50, 50, 100, 100);设备环境类对象的其它成员函数：颜色设置设置背景色的成员函数CDC:SetBkColor()设置文本颜色的成员函数CDC:SetTextColor()。例如： COLORREF rgbBkClr=RGB(192,192,192);/ 定义灰色 pDC-SetBkCorlor(rgbBkClr);/ 背景色为灰色 pDC-SetTextColor(RGB(
13、0,0,255);/ 文本颜色为兰色说明： Windows用COLORREF类型的数据存放颜色，它是一个32位整数。任何一种颜色都是由红、绿、蓝三种基本颜色组成，COLORREF类型数据的低位字节存放红色强度值，第2个字节存放绿色强度值，第3个字节存放蓝色强度值，高位字节为0，每一种颜色分量的取值范围为0到255。 直接设置COLORREF数据不太方便，Windows提供了RGB宏用于设置颜色，将其中的红、绿、蓝分量值转换为COLORREF类型的颜色数据：RGB(byRed, byGreen, byBlue)，其中参数byRed、byGreen和byBlue分别表示红、绿、蓝分量值（范围0到255）。红色值：RGB(255，0，0)蓝色值：RGB(0,255,0)绿色值：RGB(0,0,255)三、GDI对象：GDI对象是Windows图形设备接口的抽象绘图工具。除了画笔和画刷，其它GDI对象还包括字体、位图和调色板。MFC对GDI对象进行了很好的封装，提供了封装GDI对象的类，如CPen、CBrush、CFont
