《Visual C++.NET程序设计教程与上机指导》第9章：图形图像编程

第9章图形图像编程教学提示：本章主要介绍图形图像编程的基本概念，如设备环境、坐标系统，介绍了图形设备接口、绘图工具、绘图函数、位图的应用，并结合实例介绍了基于.NET框架的GDI+编程方法。教学目标：通过本章的学习，掌握图形图像编程的基本概念，熟悉绘图工具、绘图函数的应用以及基于.NET框架的GDI+编程方法。9.1图形编程的基本概念支持图形是Windows编程的一个核心部分，因为在Windows当中，每一个屏幕输出，无论是文本、图像或图片，都是作为图形绘制到屏幕上的。Windows提供了图形设备接口(GraphicalDeviceInterface，简称GDI)来实现绘制图形的功能。GDI提供了一组预定义的GDI对象，如画笔、画刷等，让用户可以在任何设备上绘图。实际上，GDI起到了应用程序和实际输出设备之间的接口作用，如图9.1所示。Windows应用程序GDI设备屏幕打印机图9.1GDI在Windows系统中的作用9.2使用GDI对象编写图形程序9.2.1GDI对象9.2.2使用画笔工具CPen9.2.3使用画刷工具CBrush9.2.4使用字体工具CFont9.2.5编写一个简单的绘图程序MyPainter9.2.1GDI对象除了设备环境之外，Windows也提供一套GDI对象。不同的绘图工具(如画笔和画刷)和绘图属性(如颜色和字体)都叫作GDI对象。MFC定义了几种GDI对象类型，包括画笔、画刷以及字体工具等，具体如下：●笔CPen●刷子CBrust●字体CFont●位图CBitmap●调色板CPalette●区域CRgn返回9.2.2使用画笔工具CPen创建一个画笔，仅需提供画笔的线型、宽度和颜色。返回9.2.3使用画刷工具CBrush对于用画笔画出的封闭图形，画刷可以用特定的颜色或图形来填满它。可创建实心和图形画刷，甚至可以包含指定的位图来创建一个画刷。返回9.2.4使用字体工具CFontWindows字体的信息是用LOGFONT结构描述的。LOGFONT结构使用了14个字段保存完整的字体信息描述，如表9.3所示。返回表9.3LOGFONT结构包含的字体信息字段描述lfHeight字体高度lfWidth字体宽度lfEscapement画文本的角度lfOrientation字体倾斜的角度lfWeight字体的粗细lfItalic是否斜体，非零表示斜体lfUnderline是否有下划线，非零表示有下划线lfStrikeOut是否镂空，非零表示字体镂空lfCharSet字体字符集lfOutPrecision如何匹配字体lfClipPrecision如何剪贴字体lfQuality字体的打印质量lfPitchAndFamily字体间距和字体族lfFaceName字体名称返回9.2.5编写一个简单的绘图程序MyPainter通过上面的学习，我们了解了GDI绘图工具的基本用法。下面我们来建立一个简单的绘图程序：MyPaint，它实现鼠标绘图的功能。要实现鼠标绘图，可以这样考虑：鼠标左键按下时开始绘图，记录下当时的坐标作为起点；鼠标移动时，每移动到一个新位置就从起点画一条直线到该新位置，然后把当前位置又作为新的起点；鼠标左键松开时，绘图结束。返回9.3位图的使用Windows用位图(Bitmap)来显示和保存图像，从单色到24位真彩色图像都可以储存到位图中。位图实际上是一个像素值阵列。根据颜色精度的不同，每一个像素可以用1、4、8或24个位来表示。黑白位图可以用一位代表一个像素，因为1位已经能标识两种颜色了；16色位图用4位表示一个像素，256色的位图每一个字节存储一个像素，而真彩色位图中每个像素用3个字节来表示，红、绿、蓝3种颜色分量分别占用一个字节。位图分为设备相关位图(DDB)和与设备无关的位图(DIB)，二者有不同的用途。9.3.1设备相关位图9.3.2设备无关位图9.3.1设备相关位图DDB(Device-DependentBitmap)依赖于具体设备，这主要体现在以下两个方面：●DDB的颜色模式必须与输出设备相一致。例如，如果当前的显示设备是256色模式，那么DDB必然也是256色的，即一个像素用一个字节表示。●在256色以下的位图中储存的像素值是系统调色板的索引，其颜色依赖于系统调色板。由于DDB高度依赖输出设备，所以DDB只能存在于内存中，它要么在视频内存中，要么在系统内存中。而且，DDB不能用来长期存储色彩丰富的位图，对于那些颜色比较丰富的位图，只有使用节将要介绍的DIB才能长期保存。返回9.3.2设备无关位图1.什么是设备无关位图2.DIB的结构3.自己编写一个DIB类返回1.什么是设备无关位图前面我们说过，位图实际上是一个像素值阵列。如果位图文件中的每个颜色值都包含完整的RGB数值，那么，由于这个颜色值完全在位图中得到定义，这个文件就是一个设备无关位图。如果每个颜色值实际上都是对某个颜色表的字节索引，而且位图同时包含了这个颜色表，那么这个文件仍然是设备无关的。像这样的颜色索引常用于压缩位图的大小，一个8位索引只占用32位RGB值的1/4。设备无关位图(DeviceIndependentBitmaps，简称DIB)由对颜色表的索引组成，这个颜色表在系统的显卡中被定义。返回2.DIB的结构要想使用DIB，首先应该先了解DIB的结构。在内存中，一个完整的DIB由两部分组成：一个BITMAPINFO结构和一个存储像素阵列的数组。返回3.自己编写一个DIB类对DIB的操作比较复杂，我们现在编写一个名为CDib的较简单的DIB类，该类封装了DIB的基本操作，它的主要成员函数包括：●BOOLLoad(LPCTSTRlpszFileName);●BOOLSave(LPCTSTRpszFilename);●BOOLSetPalette(CDC*pDC);●BOOLDraw(CDC*pDC,intnX=0,intnY=0,intnWidth=-1,intnHeight=-1);返回9.3位图的使用Windows用位图(Bitmap)来显示和保存图像，从单色到24位真彩色图像都可以储存到位图中。位图实际上是一个像素值阵列。根据颜色精度的不同，每一个像素可以用1、4、8或24个位来表示。黑白位图可以用一位代表一个像素，因为1位已经能标识两种颜色了；16色位图用4位表示一个像素，256色的位图每一个字节存储一个像素，而真彩色位图中每个像素用3个字节来表示，红、绿、蓝3种颜色分量分别占用一个字节。位图分为设备相关位图(DDB)和与设备无关的位图(DIB)，二者有不同的用途。9.3.1设备相关位图9.3.2设备无关位图9.3.1设备相关位图DDB(Device-DependentBitmap)依赖于具体设备，这主要体现在以下两个方面：●DDB的颜色模式必须与输出设备相一致。例如，如果当前的显示设备是256色模式，那么DDB必然也是256色的，即一个像素用一个字节表示。●在256色以下的位图中储存的像素值是系统调色板的索引，其颜色依赖于系统调色板。由于DDB高度依赖输出设备，所以DDB只能存在于内存中，它要么在视频内存中，要么在系统内存中。而且，DDB不能用来长期存储色彩丰富的位图，对于那些颜色比较丰富的位图，只有使用节将要介绍的DIB才能长期保存。返回9.3.2设备无关位图1.什么是设备无关位图2.DIB的结构3.自己编写一个DIB类返回1.什么是设备无关位图前面我们说过，位图实际上是一个像素值阵列。如果位图文件中的每个颜色值都包含完整的RGB数值，那么，由于这个颜色值完全在位图中得到定义，这个文件就是一个设备无关位图。如果每个颜色值实际上都是对某个颜色表的字节索引，而且位图同时包含了这个颜色表，那么这个文件仍然是设备无关的。像这样的颜色索引常用于压缩位图的大小，一个8位索引只占用32位RGB值的1/4。设备无关位图(DeviceIndependentBitmaps，简称DIB)由对颜色表的索引组成，这个颜色表在系统的显卡中被定义。返回2.DIB的结构要想使用DIB，首先应该先了解DIB的结构。在内存中，一个完整的DIB由两部分组成：一个BITMAPINFO结构和一个存储像素阵列的数组。返回3.自己编写一个DIB类对DIB的操作比较复杂，我们现在编写一个名为CDib的较简单的DIB类，该类封装了DIB的基本操作，它的主要成员函数包括：●BOOLLoad(LPCTSTRlpszFileName);●BOOLSave(LPCTSTRpszFilename);●BOOLSetPalette(CDC*pDC);●BOOLDraw(CDC*pDC,intnX=0,intnY=0,intnWidth=-1,intnHeight=-1);返回9.4基于.NET框架的GDI+编程GDI+是GDI的扩展，也是用于MicrosoftWindowsXP的图形设备接口。同GDI一样，GDI+也用来在屏幕或打印机上显示信息，并可以由开发人员用来创建设备无关的应用程序。而且，GDI+的功能比GDI更强大。GDI+包含在.NET框架当中，可以用来创建功能强大的图形程序。GDI+程序是通过C++托管程序实现的。9.4.1GDI+的新功能9.4.2GDI+命名空间9.4.3GDI+中常用的类9.4.4用GDI+编写图形程序9.4.1GDI+的新功能GDI+的API除了比GDI更简单灵活外，还加入了许多新功能，比如：●色彩改进。GDI+拥有了更多的颜色，并与其他的颜色，如Windows的颜色兼容。●独立路径支持。●渐变画刷。●基数样条。●矩阵对象和区域变换。●Alpha混色。返回9.4.2GDI+命名空间命名空间GDI+在Drawing命名空间和它的5个次命名空间里定义。所有Drawing代码存在于System.Drawing.DLL程序集里。这些命名空间包括：●System.Drawing●System.Drawing.Design●System.Drawing.Printing●System.Drawing.Imaging●System.Drawing.Drawing2D●System.Drawing.Text返回9.4.3GDI+中常用的类与GDI不同，GDI+不需要传递句柄或设备环境给GDI函数。在GDI+中，我们使用Graphics对象并直接调用其方法实现绘图功能。GDI+使用面向对象的模式，而GDI使用基于句柄的编程模式。Graphics对象是GDI+的基础，就像设备环境是GDI的基础一样。另外，有如下4种常见的GDI+对象，是在GDI+编程过程中必不可少的。●Brush：用来填充各种图形。●Pen：用来画线条，多边形，包括长方形，弧形以及饼状图形。●Font：指定文本的字体。●Color：某一具体图形绘制对象的颜色。返回9.5上机指导9.5.1完善MyPainter绘图程序9.5.2位图显示程序