Windows GDI和GDI+的比较

1、概述

GDI在全称是Graphics Device Interface，即图形设备接口。是图形显示与实际物理设备之间的桥梁。GDI接口是基于函数，虽然使程序员省力不少，但是编程方式依然显得麻烦。例如显示一张位图，我们需要进行“创建位图，读取位图文件信息，启用场景设备，调色板变化“等一系列操作。然而有了GDI+，繁琐的步骤再次被简化。顾名思义，GDI+就是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。

2、GDI+主要功能

GDI+主要提供以下三种功能：

(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。

相比于GDI，GDI+是基于C++类的对象化的应用程序接口，因此用起来更为简单。GDI的核心是设备上下文，GDI函数都依赖于设备上下文句柄，其编程方式是基于句柄的；GDI+无需时刻依赖于句柄或设备上下文，用户只需创建一个Graphics 对象，就可以用面向对象的方式调用其成员函数进行图形操作，编程方式是基于对象的。

3、GDI绘制实例

GDI在使用设备上下文绘制线条之前，必须先调用SelectObject 以使笔对象和设备上下文关联。其后，在设备上下文中绘制的所有线条均使用该笔，直到选择另一支不同的笔为止。

使用GDI画线代码如下

　  CClientDC clientDC;  //目标DC
　  CPen pen (PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 255));
　  clientDC.SelectObject(pen.GetSafeHandle());
//开始绘制
　  clientDC.MoveTo(0, 0)
　  clientDC.LineTo(rect.right, 0);
　  clientDC.SelectObject(oldObject);

从上述代码可以看出：在GDI编程中，几乎所有的操作都围绕设备上下文dc展开。的确，这正是GDI编程的特点！设备上下文是Windows 使用的一种结构，所有GDI操作前都需取得特定设备的上下文，函数中的CClientDC dc (this) 语句完成这一功能。

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。但是，在GDI+中，只需将Pen对象直接作为参数传递给Graphics类的DrawLine等方法即可，而不必使Pen对象与Graphics对象关联。

4、GDI+绘制实例

使用GDI+画线代码如下

　CClientDC clientDC (this);
　//创建Graphics对象
　Graphics graphics(clientDC);
　//创建pen
　Pen myPen;
　myPen.SetWidth(1);
　//画X轴
　myPen.SetColor(Color::Blue);
　graphics.DrawLine(&myPen, 0, 0, rect.right, 0);

(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。

GDI+的相对与GDI而言，新增了一系列功能：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。下面，我们来逐个用实际代码实现GDI+的新增功能。

4.1渐变的画刷

(GDI+提供了用于填充图形、路径和区域的线性渐变画刷和路径渐变画刷。线性渐变画刷使用渐变颜色来填充图形。当用路径渐变画刷填充图形时，可指定从图形的一部分移至另一部分时画刷颜色的变化方式。例如，我们可以只指定图形的中心颜色和边缘颜色，当画刷从图形中间向外边缘移动时，画刷会逐渐从中心颜色变化到边缘颜色。 )

CClientDC clientDC (this);
CRect rect;
GetClientRect(&rect);
//创建Graphics对象
Graphics graphics(clientDC);
//创建渐变画刷
LinearGradientBrush lgb(Point(0, 0), Point(rect.right, rect.bottom), Color::Blue, Color::Green);
//填充
graphics.FillRectangle(&lgb, 0, 0, rect.right, rect.bottom);

4.2基数样条函数

(基数样条指的是一连串单独的曲线，这些曲线连接起来形成一条较大的曲线。样条由点(Point结构体)的数组指定，并通过该数组中的每一个点。基数样条平滑地穿过数组中的每一个点(不出现尖角)，因此比用直线连接创建的路径精确。)

CClientDC clientDC (this);
//创建Graphics对象
Graphics graphics(clientDC);
Point points[] =
{
　Point(0, 0), Point(100, 200), Point(200, 0), Point(300, 200), Point(400, 00)
};
//直接画线
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
　graphics.DrawLine(&Pen(Color::Blue, 3), points[i], points[i + 1]);
}
//利用基数样条画线
graphics.DrawCurve(&Pen(Color::Red, 3), points, 5);

4.3变形和矩阵对象

(GDI+提供了Matrix对象，它是一种可以使变形(旋转、平移、缩放等) 简易灵活的强大工具，Matrix对象需与要被变形的对象联合使用。对于GraphicsPath类，我们可以使用其成员函数Transform接收Matrix参数用于变形。)

　CClientDC clientDC (this);
　//创建Graphics对象
　Graphics graphics(clientDC);
　GraphicsPath path;
　path.AddRectangle(Rect(250, 20, 70, 70));
　graphics.DrawPath(&Pen(Color::Black, 1), &path); // 在应用变形矩阵之前绘制矩形
　// 路径变形
　Matrix matrix1, matrix2;
　matrix1.Rotate(45.0f); //旋转顺时针45度
　path.Transform(&matrix1); //应用变形
　graphics.DrawPath(&Pen(Color::Red, 3), &path);
　matrix2.Scale(1.0f, 0.5f); //转化成为平行四边形法则
　path.Transform(&matrix2); //应用变形
　graphics.DrawPath(&Pen(Color::Blue, 3), &path);

4.4丰富的图像格式支持

(GDI +提供了Image、Bitmap 和Metafile 类，方便用户进行图像格式的加载、操作和保存。GDI+支持的图像格式有BMP、GIF、JPEG、EXIF、PNG、TIFF、ICON、WMF、EMF等，几乎涵盖了所有的常用图像格式。)

CClientDC clientDC (this);
//创建Graphics对象
Graphics graphics(clientDC);
Image image(L "d://1.jpg");
//在矩形区域内显示jpg图像
Point destPoints1[3] =
{
　Point(10, 10), Point(220, 10), Point(10, 290)
};
graphics.DrawImage(&image, destPoints1, 3);
//在平行四边形区域内显示jpg图像
Point destPoints2[3] =
{
　Point(230, 10), Point(440, 10), Point(270, 290)
};
graphics.DrawImage(&image, destPoints2, 3);

4.5Alpha混合

(Alpha允许将两个物体混合起来显示，在3D气氛和场景渲染等方面有广泛应用。它能"雾化"图像，使得一个图像着色在另一个半透明的图像上，呈现一种朦胧美。我们知道，一个像素可用R，G，B三个维度来表示，我们可以再加上第4个即：Alpha维度(channel)，表征透明程度。)

CClientDC clientDC (this);
//创建Graphics对象
Graphics graphics(clientDC);
//创建ColorMatrix
ColorMatrix ClrMatrix =
{
　1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
　0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
　0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
　0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.0f,
　0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
};
//将ColorMatrix赋给ImageAttributes
ImageAttributes ImgAttr;　ImgAttr.SetColorMatrix(&ClrMatrix,ColorMatrixFlagsDefault,ColorAdjustTypeBitmap);
//在矩形区域内显示jpg图像
Image img1(L "d://1.jpg");
Point destPoints1[3] =
{
　Point(10, 10), Point(220, 10), Point(10, 290)
};
graphics.DrawImage(&img1, destPoints1, 3);
//Alpha混合
Image img2(L "d://2.jpg");
int width, height;
width = img2.GetWidth();
height = img2.GetHeight();
graphics.DrawImage(&img2, RectF(10, 10, 210, 280), 0, 0, width, height,UnitPixel, &ImgAttr);
//在平行四边形区域内显示jpg图像
Point destPoints2[3] =
{
　Point(230, 10), Point(440, 10), Point(270, 290)
};
graphics.DrawImage(&img1, destPoints2, 3);
//Alpha混合
graphics.DrawImage(&img2, destPoints2, 3,0,0,width,height,UnitPixel,&ImgAttr);

为了能进行Alpha混合，我们需要使用ImageAttributes类和ColorMatrix矩阵，ImageAttributes可以进行颜色、灰度等调整从而达到控制图像着色方式的目的。ColorMatrix是ImageAttributes类大多数函数的参数，它包含了Alpha、Red、Green、Blue维度的值，以及另一维w，顺序为RGBaw。

4.6文字输出

(文字的颜色、字体、填充方式都可以直接作为Graphics类DrawString成员函数的参数进行设置)

CClientDC clientDC (this);
//创建Graphics对象
Graphics graphics(clientDC);
//创建20号"楷体"字体
FontFamily fontFamily1(L "楷体_GB2312"); // 定义"楷体"字样
Font  font1(&fontFamily1, 20, FontStyleRegular, UnitPoint);
//定义输出UNICODE字符串
WCHAR string[256];
wcscpy(string, L " vckBase的网友朋友，您好！");
//以蓝色画刷和20号"楷体"显示字符串
graphics.DrawString(string, (INT)wcslen(string), &font1, PointF(30, 10),&SolidBrush(Color::Blue));
//定义字符串显示画刷
LinearGradientBrush linGrBrush(Point(30, 50), Point(100, 50), Color(255, 255,0, 0), Color(255, 0, 0, 255));
//以线性渐变画刷和创建的20号"楷体"显示字符串
graphics.DrawString(string, (INT)wcslen(string), &font1, PointF(30, 50),&linGrBrush);
//创建20号"华文行楷"字体
FontFamily fontFamily2(L "华文行楷"); // 定义"楷体"字样
Font font2(&fontFamily2, 20, FontStyleRegular, UnitPoint);
//以线性渐变画刷和20号"华文行楷"显示字符串
graphics.DrawString(string, (INT)wcslen(string), &font2, PointF(30, 90),&linGrBrush);
//以图像创建画刷
Image image(L "d://3.jpg");
TextureBrush tBrush(&image);
//以图像画刷和20号"华文行楷"显示字符串
graphics.DrawString(string, (INT)wcslen(string), &font2, PointF(30, 130),&tBrush);
//创建25号"华文中宋"字体
FontFamily fontFamily3(L "华文中宋"); // 定义"楷体"字样
Font font3(&fontFamily2, 25, FontStyleRegular, UnitPoint);
//以图像画刷和20号"华文行楷"显示字符串
graphics.DrawString(string, (INT)wcslen(string), &font3, PointF(30, 170),&tBrush);

5、结论

鉴于GDI+良好的易用性和其具有的强大功能，我们建议尽快抛弃GDI编程方式，因为我们没有必要将时间浪费在无意义的重复代码的设计上。GDI+对GDI的增强，某种意义上类似于MFC对Windows API的整理和封装。作为一种良好的"生产工具"，它必将大大地促进开发时的"生产力"。