§3   Windows 图形设备接口及绘图

1. 响应 WM_PAINT 消息2. 图形设备接口 (GDI)

3. 使用设备描述表3. 获取设备描述表句柄5. CDC 及其派生类6. 使用 CDC 成员函数绘制文本7. 使用 CDC 成员函数绘制图形8. 正确使用 GDI 对象9. 设备坐标与逻辑坐标10. OpenGL 绘图

实验作业

1.习题 2,3,4

1. WM_PAINT 消息的产生 无效矩形

打开一个窗口 改变窗口大小 移动窗口 切换窗口 最小化、最大化窗口 调用 InvalidateRect 函数 调用 UpdateWindow 函数

2. 响应 WM_PAINT 消息 OnPaint

§3.1 响应 WM_PAINT 消息

§3.2 图形设备接口 (GDI)

1 ．  图形设备接口—提供专门的数据结构即设备描述表（ DC ）和对 DC操作的绘图函数。

2 ．  设备描述表（ DC ）—用于代表图形输出设备如显示屏、打印机；

3 ．  设备无关性—利用 GDI ，所有的绘图操作都对设备描述表而不是具体的物理设备。

设备描述表• 一种专门用于代表图形输出设备 ( 如屏幕、打

印机和绘图仪等 ) 的数据结构– 画布– 绘图工具 ( 设备描述表属性 )

• 使用句柄 (HDC) 访问设备描述表 – 设置设备描述表属性– 绘制图形和文本

设备描述表属性 缺省值 设置属性值函数 获取属性值函数映射方式 MM_TEXT SetMapMode GetMapMode

窗口原点 (0,0) SetWindowOrg GetWindowOrgOffsetWindowOrg

视口原点 （0,0） SetViewportOrg GetViewportOrgOffsetViewportOrg

窗口限度 (1,1) SetWindowExt GetWindowExtSetMapMode

视口限度 (1,1) SetViewportExt GetViewportExtSetMapMode

画笔 BLACK_PE SelectObject SelectObject

画刷 WHITE_BRUSH SelectObject SelectObject

字模 SISTEM_FONT SelectObject SelectObject

位图 NONE SelectObject SelectObject

当前画笔位置 (0,0) MoveToLineTo

GetCurrentPosition

背景方式 OPAQUE SetBkMode GetBkMode

背景色彩 White SetBkColor GetBkColor

文本色彩 Black SetTextColor GetTextColor

作图方式 R2_COPYPEN SetROP2 GetROP2

伸展方式 BLACK_ONWHIE SetPollyFillMode GetPollyFillMode

多边形填充方式 ALTERNATE SetPollyFillMode GetPollyFillMode

字符间距 0 SetTextCharacterExtra GetTextCharacterExtra

画刷原点 (0,0)屏幕坐标 SetBrushOrg GetBrushOrg

裁剪区 NONE SelectObjectSelectClipRgnIntersectClipRectOffsetClipRgnExcludeClipRect

SelectObjectGetClipBox

设备描述表属性

GDI 对象• 画笔• 画刷• 字体• 位图• 裁剪区

case WM_PAINT:

hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);

RECT rt;

GetClientRect(hWnd, &rt);

SetTextColor(hdc,RGB(255,0,0));

SetBkColor(hdc,RGB(0,0,255));

DrawText(hdc, szHello, strlen(szHello), &rt, DT_CENTER);

EndPaint(hWnd, &ps);

break;

(1)  获取设备描述表句柄(2)   设置设备描述表属性(3)   调用绘图函数绘图(4)   释放设备描述表

3.3   使用设备描述表绘图

1. BeginPaint 和 EndPaint 函数 (1) BeginPaint function• 准备在窗口绘图• 获得代表窗口的设备描述表句柄• 把有关绘图的信息放到 PAINTSTRUCT 结构

变量中。• 响应 WM_PAINT 消息绘图，必须调用该函数

获取设备描述表句柄。

3.4 获取窗口设备描述表句柄

HDC BeginPaint( HWND hwnd, // handle to window

LPPAINTSTRUCT lpPaint // pointer to structure for paint information);

•函数原型：

PAINTSTRUCT • typedef struct tagPAINTSTRUCT {

HDC hdc; BOOL fErase; RECT rcPaint; BOOL fRestore; BOOL fIncUpdate; BYTE rgbReserved[32];

} PAINTSTRUCT

• 标志对指定窗口的绘图结束•释放设备描述表句柄•必须与 BeginPaint 函数成对调用•函数原型

BOOL EndPaint( HWND hWnd,

CONST PAINTSTRUCT *lpPaint

);

(2) EndPaint function

2.GetDC 和 RealeaseDC 函数（ 1 ） GetDC function获取窗口设备描述表句柄用于响应非 WM_PAINT 消息绘图。函数原型：HDC GetDC( HWND hWnd );

（ 2 ） ReleaseDC function

释放设备描述表句柄必须与 GetDC 函数成对调用函数原型：int ReleaseDC(HWND hWnd, // handle to window

HDC hDC // handle to device context);

3.5 CDC 及其派生类CDC: 封装了所有与设备描述表有关的

数据和操作。 绘图函数： Ellipse()… 文本输出： TextOut()… 设置设备描述表属性： SelectObject(),

SetTextColor()…

数据成员 m_hdc ：设备描述表句柄。

CPaintDC: construction CWnd::BeginPaint destruction CWnd::EndPaint

CClientDC : construction CWnd::GetDC destruction CWnd::ReleaseDC

CWindowDC GetWindowDC ReleaseDC

 

3.6 GDI 对象与 CGDIObject类

• GDI 对象与句柄• 使用 GDI 对象• 使用 CGDIObject 类

句柄 对象HGDI OBJ 所有 GDI 对象HBRUSH 画刷HPEN 画笔HBI TMAP 位图HRGN 区域HPALETTE 调色板

GDI 对象与句柄

使用 GDI 对象基本规则 (1)    创建对象

(2)   用 SelectObject 函数把新创建的对象选入设备描述表，并保留原对象(3)   完成绘图函数的调用后，把旧对象选入设备描述表，置换出创建的对象(4)    删除创建的对象 , 由 DeleteObject 函数完成

case WM_PAINT:

hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);

HPEN hNewPen,hOldPen;

hNewPen=CreatePen(PS_DASH,1,RGB(255,0,0));

hOldPen=(HPEN)SelectObject(hdc,hNewPen);

MoveToEx(hdc,0,0,NULL);

LineTo(hdc,100,100);

hNewPen=(HPEN)SelectObject(hdc,hOldPen);

DeleteObject(hNewPen);

EndPaint(hWnd, &ps);

break;

使用 CGDIObject 类

• 数据成员 m_hObject• Attach 函数 Detach 函数• 派生类 : CPen 、 CBrush 、 CFont 、 C

Bitmap 、 CPallete 和 CRgn 类

逻辑坐标系TextOut(hdc, x,y,szBuffer,nLength) 设备坐标系 屏幕坐标系 窗口坐标系 窗口工作区坐标系 视口（设备坐标）与窗口（逻辑坐标）

§3.7 设备坐标与逻辑坐标

映像模式 定义了逻辑坐标与设备坐标的转换 CDC:: SetMapMode();

映射模式 逻辑单元 坐标轴方向MM_TEXT 象素 X:向右 Y:向下MM_I SOTROPI C 任意(X=Y) X:向右 Y:向上MM_ANI SOTROPI C 任意(X!=Y) X:向右 Y:向上MM_HI ENGLI SH 0. 001英寸 X:向右 Y:向上MM_HI METRI C 0. 01MM X:向右 Y:向上MM_LOENGLI SH 0. 01英寸 X:向右 Y:向上MM_LOMETRI C 0. 1MM X:可选 Y:可选MM_TWI PS 1/1440英寸 X:可选 Y:可选

• 窗口原点和视口原点– 调整逻辑坐标的原点

• 窗口限度和视口限度– 调整逻辑坐标轴的方向和单位

• 逻辑坐标与设备坐标的转换公式– xViewport=(xWindow-xWinOrg)*(xViewExt/xW

inExt)+xViewOrg;– yViewport=(yWindow-yWinOrg)*(yViewExt/y

WinExt)+xViewOrg;

• 设置逻辑坐标系的原点– SetViewportOrgEx 函数

BOOL SetViewportOrgEx(

HDC hdc, // 设备描述表句柄 int X, // 使用设备单位，视口原点的 X 坐标值 int Y, // 使用设备单位，视口原点的 Y 坐标值 LPPOINT lpPoint // 指向 POINT 结构变量，存放

原始的视口原点坐标 );

SetViewportOrgEx(hdc,cx/2,cy/2,NULL);

– SetWindowOrgExBOOL SetWindowOrgEx(

HDC hdc, // 设备描述表句柄 int X, // 使用逻辑单位，窗口原点的 X 坐标值 int Y, // 使用逻辑单位，窗口原点的 Y 坐标值 LPPOINT lpPoint // 指向 POINT 结构变量，存

放原始的窗口原点坐标 )• SetWindowOrgEx(hdc,-cx/2,-cy/2,NULL);

1. 设置映射方式 MM_ANISOTROPIC ， MM_ISOTROPIC （做适当调整）2. 设置窗口限度

SetWindowExt()BOOL SetWindowExtEx( HDC hdc, // 设备描述表句柄 int nXExtent, // 新设置的水平方向窗口限度 int nYExtent, // 新设置的垂直方向窗口限度 LPSIZE lpSize // 原始窗口限度);

任意逻辑坐标系的设置

3. 设置视口限度BOOL SetViewportExtEx(

HDC hdc, // 设备描述表句柄 int nXExtent, // 新设置的水平方向视口限度 int nYExtent, // 新设置的垂直方向视口限度 LPSIZE lpSize // 原始视口限度);

坐标系的转换1. DPToLP()2. LPToDP()3. ClientToScreen()4. ScreenToClient()

3.8 使用 CDC 类绘制图形• 绘制点和线

– COLORREF SetPixel( POINT point, COLORREF crColor );

– CPoint MoveTo( POINT point );– BOOL LineTo( POINT point );

– BOOL Arc( LPCRECT lpRect, POINT ptStart, POINT ptEnd );

– BOOL AngleArc( int x, int y, int nRadius, float fStartAngle, float fSweepAngle );

– BOOL Polyline( LPPOINT lpPoints, int nCount );

– BOOL PolyPolyline( const POINT* lpPoints, const DWORD* lpPolyPoints, int nCount );

– BOOL PolyBezier( const POINT* lpPoints, int nCount );

• 绘制封闭图形– BOOL Ellipse( LPCRECT lpRect );– BOOL Rectangle( LPCRECT lpRect )– BOOL RoundRect( LPCRECT lpRect, POIN

T point );– BOOL Pie( LPCRECT lpRect, POINT ptStar

t, POINT ptEnd );– BOOL Polygon( LPPOINT lpPoints, int nC

ount );– BOOL PolyPolygon( LPPOINT lpPoints, LP

INT lpPolyCounts, int nCount );

• CPen 类和画笔

函数原型 说明CPen( ); 构造 Cpen对象CPen( int nPenStyle, int nWidth,COLORREF crColor );

构造 Cpen对象，并创建样式为 nPenStyle，宽度为 nWidth，颜色为 crColor的 GDI画笔对象

BOOL CreatePen( int nPenStyle, int nWidth,COLORREF crColor );

并创建样式为 nPenStyle，宽度为 nWidth，颜色为 crColor的 GDI画笔对象

BOOL CreatePenIndirect( LPLOGPENlpLogPen );

创建 GDI 画笔对象，参数为 lpLogPen 指向 LOGPEN结构对象。

LOGPEN结构的定义如下：typedef struct tagLOGPEN { /* lgpn */ UINT lopnStyle; //画笔样式 POINT lopnWidth; //画笔宽度 COLORREF lopnColor; //画笔颜色} LOGPEN;

样式 线形PS_SOLID

PS_DASH

PS_DOT

PS_DASHDOT

PS_DASHDOTDOT

PS_NULL

PS_INSIDEFRAME

(1) 调用带参数的构造函数创建 GDI 画笔对象，例如： Cpen m_Pen (PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));

(2)先调用缺省构造函数创建 CPen 对象，然后调用 Indirect 函数创建 GDI 画笔对象，例如：

Cpen m_Pen;

LOGPEN logpen ； logpen .lopnStyle=PS_SOLID; // 画笔样式 logpen .lopnWidth=1; // 画笔宽度 logpen .lopnColor=RGB(0,0,255);

m_Pen. CreatePenIndirect(&logpen );

• 1 ． 画刷和 CBrush 类函数原型 说明CBrush( ); 构造 CBrush对象CBrush( COLORREF crColor ); 构造 CBrush 对象，并创建实心画刷，颜

色由参数 crColor指定CBrush( int nIndex, COLORREF crColor ); 构造 CBrush 对象，并创建阴影线画刷，

阴影线样式由 nIndex指定，颜色由 crColor指定

CBrush( CBitmap* pBitmap ); 构造 CBrush 对象，并创建位图画刷，位图由 pBitmap指定

BOOL CreateSolidBrush( COLORREFcrColor );

创建实心画刷，颜色由参数 crColor指定

BOOL CreateHatchBrush( int nIndex,COLORREF crColor );

创建阴影线画刷，阴影线样式由 nIndex指定，颜色由 crColor指定

BOOL CreateBrushIndirect( constLOGBRUSH* lpLogBrush );

创建画刷，画刷类型由 lpLogBrush 指向的 LOGBRUSH结构变量指定

BOOL CreatePatternBrush( CBitmap*pBitmap );

创建位图画刷，位图由 pBitmap指定

LOGBRUSH 的结构定义如下：typedef struct tagLOGBRUSH { // lb

UINT lbStyle;

COLORREF lbColor;

LONG lbHatch;

} LOGBRUSH; LbStyle 画刷类型BS_HATCHED 阴影线画刷BS_HOLLOW， BS_NULL 空心画刷BS_PATTERN，BS_PATTERN8X8 位图画刷BS_SOLID 实心画刷

样式 阴影线图式HS_HORIZONTAL

HS_VERTICAL

HS_FDIAGONAL

HS_BDIAGONAL

HS_CROSS

HS_DIAGCROSS

阴影线的样式：

（ 1 ）创建实心画刷使用带参数的构造函数创建CBrush brush(RGB(255,0,0));

先使用缺省的构造函数创建 Cbrush 对象，然后调用成员函数创建画刷

CBrush brush ； brush.CreateSolidBrush(RGB(255,0,0))

（ 2 ） 创建阴影线画刷使用带参数的构造函数创建，例如 :

CBrush brush(HS_DIAGCROSS,RGB(0,255,0));

先使用缺省的构造函数创建 Cbrush 对象，然后调用成员函数创建画刷。如：

CBrush brush;

brush.CresteHatchBrush(HS_DIAGCROSS,RGB(0,255,0));

（ 3 ）创建位图画刷– 准备一个位图对象

• CBitmap bitmap ；• bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);

– 使用 CBrush 类带参数的构造函数创建位图画刷，例如 :

• CBrush brush(&bitmap);

– 先使用缺省的构造函数创建 Cbrush 对象，然后调用成员函数创建画刷。例如：

• CBrush brush;• brush.CrestePatternBrush(&bitmap);

1 ． TextOut 2 ． DrawText-- 在指定矩形区域以一定格式输出字符串

DT_BOTTOM DT_CENTERDT_LEFT DT_RIGHTDT_SINGLELINEDT_TOPDT_VCENTER …

3.9 使用 CDC 成员函数绘制文本 文本输出函数

3. ExtTextOut• 函数功能：在指定位置输出字符串，并且在文本周围给矩形填充背景色。

• 函数原型： BOOL ExtTextOut( int x, int y, UINT nOptions, LPCRECT lpRect, const CString& str, LPINT lpDxWidths );

参数 说明x，y 字符串输出起始位置 x，y坐标NOpti ons 指定矩形框的样式；如果设置为 ETO_CLI PPED则字符串被矩形框剪切，

如果设置为 ETO_OPAQUE则矩形框将被背景色填充。LpRect 指定矩形，可以设置为 NULL。Str 绘制的字符串LpDxWi dths

指向一个数组；数组元素 i 的值决定了第 I 个字符与第 I +1个字符的间隔距离；可以设置为 NULL。

void CChildView::OnPaint()

{

CPaintDC dc(this); // device context for painting

dc.SetBkColor(RGB(0,255,0));

CRect rect(0,0,200,40);

int array[5]={40,25,35,45,15};

dc.ExtTextOut(10,10,ETO_CLIPPED|ETO_OPAQUE,&rect,CString("hello"),array);

}

4.TabbedTextOut 函数• 函数功能：和 TextOut() 的差不多，只是它支持制表符，定义一组制表符的位置。

• 函数原型： CSize TabbedTextOut( int x, int y, const CString& str,

• int nTabPositions, LPINT lpnTabStopPositions, int nTabOrigin );

参数 说明x，y 字符串输出起始位置 x，y坐标Str 绘制的字符串NTabPosi ti ons 指定制表符的个数LpnTabStopPosi ti ons 指向一个存放制表符位置的数组NTabOri gi n 制表符的扩展宽度

void CChildView::OnPaint()

{

CPaintDC dc(this); // device context for painting

int array[3]={80,140,200};

dc.TabbedTextOut(0,0,CString("hello\thow\tare\tyou"),0,NULL,0);

dc.TextOut(0,180,CString("hello\thow\tare\tyou"));

}

1. SetTextAlignTA_BASELINE

TA_BOTTOM

TA_TOP

TA_CENTER

TA_LEFT

TA_RIGHT …

文本格式控制

2. SetTextCharacterExtra• 函数功能：设置字符间距• 函数原型： int SetTextCharacterExtra(

int nCharExtra );•参数说明： nCharExtra为添加的空白数

（逻辑单位）

3. SetTextJustification• 函数功能 : 设置词间距• 函数原型： int SetTextJustification( int nB

reakExtra, int nBreakCount );

•参数说明： nBreakExtra 为所有空格添加的空白数（逻辑单位）； nBreakCount 为一行字符串中的空格数。

GetTextExtent 函数• 函数原型： CSize GetTextExtent( const C

String& str )

• 函数功能： 返回输出字符串 str 所占用的显示空间（逻辑单位）

void CChildView::OnPaint()

{

CPaintDC dc(this); dc.SetTextAlign(TA_RIGHT);

dc.TextOut(100,20,CString("right aligned"));

dc.SetTextAlign(TA_LEFT);

dc.TextOut(100,60,CString("left aligned"));

int oldextra=dc.SetTextCharacterExtra(5);

dc.TextOut(100,100,CString("left aligned and add 5 extra"));

CSize size=dc.GetTextExtent(CString("left aligned and add 5 extra and justified"));

CRect rect;

GetClientRect(&rect);

dc.SetTextJustification(rect.Width()-size.cx,7);

dc.TextOut(0,140,CString("left aligned and add 5 extra and justified"));

dc.SetTextCharacterExtra(oldextra);

dc.SetTextJustification(0,0);

dc.TextOut(100,180,CString("left aligned"));

}

3.6.3 获取文本尺寸

1.GetTextMetrics2.GetTextExtentPoint

typedef struct tagTEXTMETRIC

{ LONG tmHeight; LONG tmAscent; LONG tmDescent; LONG tmInternalLeading; LONG tmExternalLeading; LONG tmAveCharWidth; LONG tmMaxCharWidth; LONG tmWeight; … } TEXTMETRIC;

设置字符和背景颜色

(1)SetTextColor 函数(2)SetBKColor 函数

CFont 类与字体• Windows 字体

– 栅格型 (Raster)– 矢量型 (Vector)– TrueType

• 字体要素– 字型（字体名称）– 字型样式（字体样式）– 大小（从低端到顶端的距离）

成员类型

成员名 使用说明

LONG l fHei ght 字符高度(使用逻辑单位)设置为 0时,使用缺省高度

LONG l fWi dth 字符平均宽度, 设置为 0时,使用匹配宽度LONG l fEscapement 字符与 X轴的角度,缺省为 0LONG l fOri entati on 字符排列角度,值为角度*10，如 900代表 90度，

1800为逆向LONG l fWei ght 字符中线的粗细度, 取值范围:

FW_DONTCARE, FW_THI N, …FW_NORMAL, FW_REGULAR….FW_BOLD, . . FW_BLACK, FW_HEAVY

BYTE l f I tal i c 非 0为斜体BYTE l fUnderl i ne 非 0为加下划底线BYTE l fStri keOut 非 0为在字符中央加线

BYTE l fCharSet 字符集,可以设置以下字符集:ANSI _CHARSET，DEFAULT_CHARSET，SYMBOL_CHARSET，SHI FTJ I S_CHARSET，HANGUL_CHARSET，GB2312_CHARSET，…

BYTE l fOutPreci si on 精确度: OUT_DEFAULT_PRECI S,OUT_DEVI CE_PRECI S, (devi ce)OUT_RASTER_PRECI S, (Raser)OUT_TT_ONLY_PRECI S(onl y true type)OUT_TT_PRECI S(true type)

BYTE l fCl i pPreci si on 裁剪字符的方法: CLI P_DEFAULT_PRECI SBYTE l fQual i ty 字体质量: DEFAULT_QUALI TY

DRAFT_QUALI TY, PROOF_QUALI TYBYTE l fPi tchAndFami l y 宽度种类与字体家族,可以设置以下值:

宽度种类: DEFAULT_PI TCH,VARI ABLE_PI TCH, FI XED_PI TCH字体家族:FF_DECORATI VE(Ol d Engl i sh),FF_DONTCARE,FF_MODERN(Couri er New),FF_ROMAN(Ti mesNewRoman),FF_SCRI PT(Scri pt),FF_SWI SS（Ari al）

TCHAR l fFaceName[LF_FACESIZE]

字体名称

获取字体尺寸信息• GetTextMetrics 函数• BOOL GetTextMetrics （ LPTEXTMETRI

C lptm ）

typedef struct tagTEXTMETRIC

{ int tmHeight;

int tmAscent;

int tmDescent;

int tmInternalLeading;

int tmExternalLeading;

int tmAveCharWidth;

int tmMaxCharWidth;

int tmWeight;

BYTE tmItalic;

BYTE tmUnderlined;

BYTE tmStruckOut;

BYTE tmFirstChar;

BYTE tmLastChar;

BYTE tmDefaultChar;

BYTE tmBreakChar;

BYTE tmPitchAndFamily;

BYTE tmCharSet;

int tmOverhang;

int tmDigitizedAspectX;

int tmDigitizedAspectY;

} TEXTMETRIC;

使用 CFont 类创建字体• 构造 CFont 对象• 调用成员函数创建字体对象

– CreateFontIndirect 函数• 函数原型： BOOL CreateFontIndirect(const L

OGFONT* lpLogFont );•参数说明： lpLogFont 就是 LOGFONT 的指针

类型。

– (2)CreateFont 函数• 函数原型： BOOL CreateFont( int nHeight, in

t nWidth, int nEscapement, int nOrientation, int nWeight, BYTE bItalic, BYTE bUnderline, BYTE cStrikeOut, BYTE nCharSet, BYTE nOutPrecision, BYTE nClipPrecision, BYTE nQuality, BYTE nPitchAndFamily, LPCTSTR lpszFacename );

– (3)CreatePointFont 函数• 函数原型： BOOL CreatePointFont( i

nt nPointSize, LPCTSTR lpszFaceName, CDC* pDC = NULL );

void CChildView::OnPaint()

{ CPaintDC dc(this);

CString fontname[5]={“宋体” ,”隶书” ,”仿宋体” ,”楷书” ,”黑体” } ；LOGFONT flog;

ZeroMemory(&flog,sizeof(flog));

flog.lfHeight=48;

flog.lfWeight=FW_BOLD;

flog.lfCharSet=GB2312_CHARSET;

for(int i=0;i<5;i++)

{ strcpy(flog.lfFaceName,fontname[i]);

CFont font;

font.CreateFontIndirect(&flog);

dc.SelectObject(&font);

dc.TextOut(20,20+i*48,fontname[I];

}

}

本章重点及编程要求：

1 ．  绘图的基本步骤2 ．  设备环境的获取与使用3 ．  GDI 对象的使用5 ．  逻辑坐标的设 置