Windows GDI和GDI+编程实例剖析 （1）

1.基本概念



　　GDI在Windows中定义为Graphics Device Interface，即图形设备接口，是Windows
API(Application Programming
Interface)的一个重要组成部分。它是Windows图形显示程序与实际物理设备之间的桥梁，GDI使得用户无需关心具体设备的细节，而只需在一
个虚拟的环境(即逻辑设备)中进行操作。它的桥梁作用体现在：

　　(1)用户通过调用GDI函数将逻辑空间的操作转化为具体针对设备驱动程序的调用。

　　为实现图形设备无关性，Windows
的绘图操作在一个设备描述表上进行。用户拥有自己的"逻辑坐标"系统，它独立于实际的物理设备，与"设备坐标"相对应。开发Windows应用程序时，程
序员关心的是逻辑坐标，我们在逻辑坐标系上绘图，利用GDI将逻辑窗口映射到物理设备上。

　　(2)GDI能检测具体设备的能力，并依据具体的设备以最优方式驱动这些设备，完成真实的显示。

　　GDI函数大致可分类为：设备上下文函数(如GetDC、CreateDC、DeleteDC)、
画线函数(如LineTo、Polyline、Arc)、填充画图函数(如Ellipse、FillRect、Pie)、画图属性函数(如
SetBkColor、SetBkMode、SetTextColor)、文本、字体函数(如TextOut、GetFontData)、位图函数(如
SetPixel、BitBlt、StretchBlt)、坐标函数(如DPtoLP、LPtoDP、ScreenToClient、
ClientToScreen)、映射函数(如SetMapMode、SetWindowExtEx、SetViewportExtEx)、元文件函数
(如PlayMetaFile、SetWinMetaFileBits)、区域函数(如FillRgn、FrameRgn、InvertRgn)、路径函
数(如BeginPath、EndPath、StrokeAndFillPath)、裁剪函数(如SelectClipRgn、
SelectClipPath)等。

　　GDI虽然使程序员得到了一定程度的解脱，但是其编程方式仍很麻烦。譬如，显示一张位图，程序员需要进行"装入位图―读取位图文件头信息―启用设备场景―调色板变换"等一连串操作。而有了GDI+，这些问题便迎刃而解了。

　　顾名思义，GDI+是GDI的增强版。它是微软在Windows 2000以后操作系统中提供的新接口，其通过一套部署为托管代码的类来展现，这套类被称为GDI+的"托管类接口"。GDI+主要提供了以下三类服务:

　　(1) 二维矢量图形：GDI+提供了存储图形基元自身信息的类(或结构体)、存储图形基元绘制方式信息的类以及实际进行绘制的类；

　　(2) 图像处理：大多数图片都难以划定为直线和曲线的集合，无法使用二维矢量图形方式进行处理。因此，GDI+为我们提供了Bitmap、Image等类,它们可用于显示、操作和保存BMP、JPG、GIF等图像格式。

　　(3) 文字显示：GDI+支持使用各种字体、字号和样式来显示文本。

　　GDI接口是基于函数的，而GDI+是基于C++类的对象化的应用程序编程接口，因此使用起来比GDI要方便。

　　

2.例程简述

　　

单击此处下载本文例程源代码

。

　　本文后续的讲解都基于这样的一个例子工程(例程的开发环境为Visual C++6.0，操作系统为Windows XP)，它是一个基于对话框的MFC应用程序，包括2个父菜单：

　　(1) GDI

　　GDI父菜单下包括一个子菜单：

ID：IDM_GDI_DRAW_LINE caption：画线

　　单击事件：在窗口绘制正旋曲线

　　(2) GDI+

　　DIB位图父菜单下包括两个子菜单：

a. ID：IDM_GDIP_DRAW_LINE caption：画线

　　单击事件：在窗口绘制正旋曲线

b. caption：新增功能，其下又包括下列子菜单：

　　(ⅰ)ID：IDM_Gradient_Brush caption：渐变画刷

　　单击事件：在窗口演示GDI+的渐变画刷功能

　　(ⅱ)ID：IDM_Cardinal_Spline caption：基数样条

　　单击事件：在窗口演示GDI+的基数样条函数功能

　　(ⅲ)ID：IDM_Transformation_Matrix caption：变形和矩阵对象

　　单击事件：在窗口演示GDI+的变形和矩阵对象功能

　　(ⅳ)ID：IDM_Scalable_Region caption：可伸缩区域

　　单击事件：在窗口演示GDI+的可伸缩区域功能

　　(ⅴ)ID：IDM_IMAGE caption：图像

　　单击事件：在窗口演示GDI+的多种图像格式支持功能

　　(ⅵ)ID：IDM_Alpha_Blend caption：Alpha混合

　　单击事件：在窗口演示GDI+的Alpha混合功能

　　(ⅶ)ID：IDM_TEXT caption：文本

　　单击事件：在窗口演示GDI+的强大文本输出能力

　　后续篇章将集中在对上述菜单单击事件消息处理函数的讲解，下面的代码是整个对话框类CGdiexampleDlg的消息映射：

BEGIN_MESSAGE_MAP(CGdiexampleDlg, CDialog)

//{{AFX_MSG_MAP(CGdiexampleDlg)

ON_WM_SYSCOMMAND()

ON_WM_PAINT()

ON_WM_QUERYDRAGICON()

ON_COMMAND(IDM_GDI_DRAW_LINE, OnGdiDrawLine)

ON_COMMAND(IDM_GDIP_DRAW_LINE, OnGdipDrawLine)

ON_COMMAND(IDM_Gradient_Brush, OnGradientBrush)

ON_COMMAND(IDM_Cardinal_Spline, OnCardinalSpline)

ON_COMMAND(IDM_Transformation_Matrix, OnTransformationMatrix)

ON_COMMAND(IDM_Scalable_Region, OnScalableRegion)

ON_COMMAND(IDM_IMAGE, OnImage)

ON_COMMAND(IDM_Alpha_Blend, OnAlphaBlend)

ON_COMMAND(IDM_TEXT, OnText)

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP()









归纳可得，利用GDI进行图形、图像处理的一般操作步骤为：

　　1. 取得指定窗口的DC；

　　2. 确定使用的坐标系及映射方式；

　　3. 进行图形、图像或文字处理；

　　4. 释放所使用的DC。

　　4.GDI+编程

　　"GDI+"菜单下的"画线"子菜单单击事件消息处理函数的代码如下：

void CGdiexampleDlg::OnGdipDrawLine() { 　// TODO: Add your command handler code here 　CClientDC dc(this); 　//逻辑坐标与设备坐标变换 　CRect rect; 　GetClientRect(&rect); 　dc.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); 　dc.SetWindowOrg(0, 0); 　dc.SetWindowExt(rect.right, rect.bottom); 　dc.SetViewportOrg(0, rect.bottom / 2); 　dc.SetViewportExt(rect.right, - rect.bottom); 　//创建Graphics对象 　Graphics graphics(dc); 　//创建pen 　Pen myPen(Color::Red); 　myPen.SetWidth(1); 　//画正旋曲线 　for (int i = 0; i < rect.right; i++) 　{ 　　graphics.DrawLine(&myPen, i, 100 *sin(2 *(i / (rect.right / 5.0)) *PI), i + 1, 100 *sin(2 *((i + 1) / (rect.right / 5.0)) *PI)); 　} 　//画X轴 　myPen.SetColor(Color::Blue); 　graphics.DrawLine(&myPen, 0, 0, rect.right, 0); }

　　由于我们使用的是Visual
C++6.0而非VS.Net，我们需要下载微软的GDIPLUS支持包。在微软官方网站下载时需认证Windows为正版，我们可从这个地址下
载：http://www.codeguru.com/code/legacy/gdi/GDIPlus.zip。一个完整的GDI+支持包至少包括如下
文件：

　　(1)头文件：gdiplus.h

　　(2)动态链接库的.lib文件：gdiplus.lib

　　(3)动态链接库的.dll文件：gdiplus.dll

　　少了(1)、(2)程序不能编译，少了(3)程序能以共享DLL的方式编译但是不能运行，运行时找不到.dll文件。

　　为使得Visual C++6.0支持GDI+，我们需要在使用GDI+对象的文件的开头添加如下代码：

#define UNICODE #ifndef ULONG_PTR #define ULONG_PTR unsigned long* #endif #include "c:/gdiplus/includes/gdiplus.h" using namespace Gdiplus; #pragma comment(lib, "c://gdiplus//lib//gdiplus.lib")

　　在Visual C++中使用GDI+必须先进行GDI+的初始化，我们在CWinApp派生类的InitInstance函数中进行此项工作是最好的：

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CGdiexampleApp initialization BOOL CGdiexampleApp::InitInstance() { 　AfxEnableControlContainer(); 　// Standard initialization 　#ifdef _AFXDLL 　　Enable3dControls(); // Call this when using MFC in a shared DLL 　#else 　　Enable3dControlsStatic(); // Call this when linking to MFC statically 　#endif 　//初始化gdiplus的环境 　GdiplusStartupInput gdiplusStartupInput; 　ULONG_PTR gdiplusToken; 　// 初始化GDI+. 　GdiplusStartup(&gdiplusToken, &gdiplusStartupInput, NULL); 　CGdiexampleDlg dlg; 　m_pMainWnd = &dlg; 　int nResponse = dlg.DoModal(); 　if (nResponse == IDOK){} 　else if (nResponse == IDCANCEL){} 　//关闭gdiplus的环境 　GdiplusShutdown(gdiplusToken); 　return FALSE; }

　　单击"GDI+"菜单下的"画线"子菜单，也会出现如图1所示的效果。观察void CGdiexampleDlg::OnGdipDrawLine() 函数，我们发现用GDI+进行图形、图像操作的步骤为：

　　(1)创建 Graphics 对象：Graphics 对象表示GDI+绘图表面，是用于创建图形图像的对象；

　　(2)使用 Graphics 对象绘制线条和形状、呈现文本或显示与操作图像。

　　Graphics 对象是GDI+的核心，GDI中设备上下文dc和Graphics
对象的作用相似，但在GDI中使用的是基于句柄的编程模式，而GDI+中使用的则是基于对象的编程模式。Graphics封装了GDI+
绘图面，而且此类无法被继承，它的所有成员函数都不是虚函数。

　　下面，我们来逐个用实际代码实现GDI+的新增功能，这些新增功能包括：渐变的画刷(Gradient
Brushes)、基数样条函数(Cardinal Splines)、持久的路径对象(Persistent Path
Objects)、变形和矩阵对象(Transformations &Matrix Object)、可伸缩区域(Scalable
Regions)、Alpha混合(Alpha Blending)和丰富的图像格式支持等。