mfc 绘图中的坐标空间转换问题

Win32应用程序编程接口(API)使用四种坐标空间:世界坐标系空间、页面空间、设备空间和物理设备空间。世界坐标系空间和页面空间又称为逻辑空间，物理设备空间通常指程序窗口的客户区，但是它也包含整个桌面、完整的窗口(包括框架、标题栏和菜单栏)或打印机的一页或绘图仪的一页纸。物理设备的尺寸根据显示器打印机或者绘图仪的不同而不同。

一、映射模式基本知识

当Windows应用程序在其客户区绘制图形时，必须给出在客户区的位置，其位置用x和y 两个坐标表示，x表示横坐标，y表示纵坐标。在所有的GDI绘制函数中，这些坐标使用的是一种"逻辑单位"。当GDI函数将输出送到某个物理设备上时，Windows将逻辑坐标转换成设备坐标（如屏幕或打印机的像素点）。逻辑坐标和设备坐标的转换是由映射模式决定的。映射模式被储存在设备环境中。GetMapMode函数用于从设备环境得到当前的映射模式，SetMapMode函数用于设置设备环境的映射模式。

1.逻辑坐标

逻辑坐标是独立于设备的，它与设备点的大小无关。使用逻辑单位，是实现"所见即所得"的基础。当程序员在调用一个画线的GDI函数LineTo，画出25.4mm(1英寸) 长的线时，他并不需要考虑输出的是何种设备。若设备是VGA显示器，Windows自动将其转化为96个像素点；若设备是一个300dpi的激光打印机，Windows自动将其转化为300个像素点。(各个书上都说世界坐标系空间和页面空间又称为逻辑空间，实际上逻辑坐标是系统采用的页面空间的坐标系，缺省情况下MM_TEXT规定逻辑坐标与设备坐标相同，如果程序员使用SetWorldTransform函数明确定义了world空间向page空间映射的公式，那么windows将进行这种映射，具体规则由SetWorldTransform函数定义，此时的逻辑空间是world空间，如果没有出现SetWorldTransform函数，Windows将不进行world空间到page空间的映射，而直接进行page空间到device空间的映射，此时的逻辑空间是page空间。
来源： <http://blog.sina.com.cn/s/blog_53b972950100io3y.html>

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2.设备坐标

Windows将GDI函数中指定的逻辑坐标映射为设备坐标，在所有的设备坐标系统中，单位以像素点为准，水平值从左到右增大，垂直值从上到下增大。

Windows中包括以下3种设备坐标，以满足各种不同需要：

(1)客户区域坐标，包括应用程序的客户区域，客户区域的左上角为（0,0）。

(2)屏幕坐标，包括整个屏幕，屏幕的左上角为（0,0）。屏幕坐标用在WM_MOVE消息中（对于非子窗口）以及下面的Windows函数中：CreateWindow和MoveWindow(都对于非子窗口)、GetMessage、GetCursorPos、GetWindowRect、WindowFromPoint和SetBrushOrg中。用函数ClientToScreen和ScreenToClient可以将客户区域坐标转换成屏幕区域坐标，或反之。

(3)全窗口坐标，包括一个程序的整个窗口，包括标题条、菜单、滚动条和窗口框，窗口的左上角为（0,0）。使用GetWindowDC得到的窗口设备环境，可以将逻辑单位转换成窗口坐标。

3.逻辑坐标与设备坐标的转换方式

逻辑坐标和设备坐标即使在缺省模式(MM_TEXT)下其数值也未必一致，除了在以下两种情况下：一、窗口为非滚动窗口；二、窗口为滚动窗口，但垂直滚动条位于滚动边框的最上端，水平滚动条位于最左端，但如果移动了滚动条这两种坐标就不一致了。

映射方式定义了Windows如何将GDI函数中指定的逻辑坐标映射为设备坐标。要继续讨论映射方式我们要介绍Windows有关映射模式的一些术语：我们将逻辑坐标所在的坐标系称为"窗口"，将设备坐标所在的坐标系称为"视口"。

"窗口"依赖于逻辑坐标，可以是像素点、毫米或程序员想要的其他尺度。

"视口"依赖于设备坐标（像素点）。通常，视口和客户区域等同。但是，如果程序员用GetWindowDC或CreateDC获取了一个设备环境，则视口也可以指全窗口坐标或屏幕坐标。点（0,0）是客户区域的左上角。x的值向右增加，y的值向上增加。

对于所有映射模式，Windows都用下面两个公式将窗口坐标转换成视口坐标：

[cpp] view
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xViewport=(xWindow-xWinOrg)*(xViewExt/xWinExt)+xViewOrg;

yViewport=(yWindow-yWinOrg)*(yViewExt/yWinExt)+yViewOrg;

其中，（xWindow,yWindows）是待转换的逻辑点，（xViewport,yViewport）是转换后的设备点。如果设备坐标是客户区域坐标或全窗口坐标，则Windows在画一个对象前，还必须将这些坐标转换成屏幕坐标。

这两个公式使用了分别指定窗口和视口原点的点：（xWinOrg,yWinOrg）是逻辑坐标的窗口原点；（xViewOrg,yViewOrg）是设备坐标的视口原点。在缺省的设备环境中，这两个点均设置为（0,0），但它们可以改变。此公式意味着，逻辑点（xWinOrg,yWinOrg）总被映射为设备点（xViewOrg,yViewOrg）。

Windows还能将视口（设备）坐标转换为窗口（逻辑）坐标：

[cpp] view
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xWindow=(xViewport-xViewOrg)*(xWinExt/xViewExt)+xWinOrg

yWindow=(yViewport-yViewOrg)*(yWinExt/yViewExt)+yWinOrg

可以使用Windows提供的两个函数DPtoLP和LPtoDP在设备坐标及逻辑坐标之间互相转换。

4.映射模式的种类

Windows定义了表1所列出的8种映射方式。

上述映射模式中又可分成以下3类：

映 射 方 式	逻 辑 单 位	X 轴 增 加	Y 轴 增 加	毫 米
MM_TEXT	像 素 点	右	下	与 设 备 有 关
MM_LOMETRIC	0. 1mm	右	上	0.1
MM_HIMETRIC	0. 01mm	右	上	0.01
MM_LOENGLISH	0. 254mm	右	上	0.254
MM_HIENGLISH	0. 0254mm	右	上	0.0254
MM_TWIPS	0.0176mm	右	上	0.0176
MM_ISOTROPIC	任 意（x=y）	可 选	可 选	可 设
MM_ANISOTROPIC	任 意（x!=y）	可 选	可 选	可 设

MM_TEXT映射模式这种映射模式被称为"文本"映射方式，不是因为它对于文本最合适，而是轴的方向与读文本的方向一致。Windows提供了函数SetViewportOrg和SetWindowOrg
用来设置视口和窗口的原点。缺省的窗口原点和视口原点均为（0，0），可以改变；缺省的窗口范围和视口范围均为（1，1），不可改变。

度量映射方式MM_LOMETRIC、MM_HIMETRIC、MM_LOENGLISH、MM_HIENGLISH和MM_TWIPS 将1个逻辑单位映射为固定的实际单位，其中1twip等于0.0176mm(1/1440英寸)。其他映射模式对应的物理单位参见表1。设置了映射模式以后，Windows自动设置了窗口及视口的范围，范围本身的值并不重要，但范围比是一个固定的值，对于MM_LOMETRIC，Windows计算范围比xViewExt/xWinExt=0.1mm中水平像素的点数。

自定义映射模式MM_ISOTROPIC和MM_ANISOTROPIC两种映射模式允许程序员设置自己的窗口和视口范围。MM_ISOTROPIC和MM_ANISOTROPIC的区别是MM_ISOTROPIC所设置的x轴和y轴的的范围必须相同，而MM_ANISOTROPIC所设置的x轴和y轴的的范围可以不同。isotropi的意思是"
在所有方向相同"，anisotropic的意思正相反。自定义映射模式中窗口和视口的原点和范围都可以改变，程序员可以设置自己需要的映射模式。函数SetWindowExt和SetViewportExt 用于改变窗口和视口的范围。下面的代码将1个逻辑单位映射成0.396mm(1/64英寸)。

[cpp] view
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SetMapMode(hDC,MM_ISOTROPIC);

SetWindowExt(64,64);

SetViewportExt(hdc,GetDeviceCaps(hdc,LOGPIXELSX),GetDeviceCaps(hdc, LOGPIXELSY));

二、与映射模式有关的问题的解决

实际应用中，程序员会遇到一些与显示模式有关的问题。例如OLEServer中映射模式的设置、如何减少逻辑坐标与设备坐标间相互转换的误差等。下面，笔者就讨论一下这两个 问题的解决方法。

1.OLEServer中映射模式的设置方法

开发OLEServer应用程序时，如果程序员直接调用SetMapMode函数将映射模式设置成度量映射方式中的一种后，在Windows95/98上程序会正常运行，但在WindowsNT上对象显示的大小比边框小。经过笔者研究后，发现WindowsNT上OLEServer应使用基于逻辑英寸的映射方式。在讨论如何设置基于逻辑英寸的映射方式前，我们先介绍一下逻辑英寸的概念。

Windows在显示时以"逻辑英寸"为单位,逻辑英寸比实际的英寸要大。如果Windows程序使用实际英寸,则普通的10磅文本在显示器上就会小到几乎难以辨认，因此Windows使用放大了的"逻辑英寸"来表示文本。逻辑英寸只影响显示，而不影响打印。

使用GetDeviceCaps函数可得到当前设备的各种能力，其第一个参数nIndex指示要获取信息的类型。当nIndex为HORZSIZE和VERTSIZE时，可得到显示区域的宽度和高度；当nIndex
为HORZRES和VERTRES时，可得到每个水平和垂直方向的像素数即分辨率；当nIndex的值为LOGPIXELSX 和LOGPIXELSY时，可得到水平和垂直方向每逻辑英寸所含像素数。

在介绍了逻辑英寸的知识以后，很容易将OLEServer设置为基于逻辑英寸的映射模式。如果程序员仅仅调用SetMapMode(hdc,MM_LOENGLISH)来设置映射模式，当前的映射模式为物理英寸，而不是逻辑英寸。设置逻辑英寸必须自定义窗口和视口的范围，使xViewExt/xWinExt
=0.01逻辑英寸中水平像素的点数，当xViewExt=LOGPIXELSX,xWinExt=100时，其比值正好满足上述要求。

以下是设置映射模式的代码。

[cpp] view
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intxLogPixPerInch=GetDeviceCaps(hdc,LOGPIXELSX);

intyLogPixPerInch=GetDeviceCaps(hdc,LOGPIXELSY);

SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);

SetWindowExt(100,100);

SetViewportExt(xLogPixPerInch,yLogPixPerInch);

intxLogPixPerInch=GetDeviceCaps(hdc,LOGPIXELSX);

intyLogPixPerInch=GetDeviceCaps(hdc,LOGPIXELSY);

SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);

SetWindowExt(100,100);

SetViewportExt(xLogPixPerInch,yLogPixPerInch);

上述代码中调用SetMapMode函数将映射模式设置为自定义的，该调用必须位于SetWindowExt 和SetViewportExt调用之前，否则设置将会无效。

上述代码实际上将映射模式设置成逻辑MM_LOENGLISH，若程序员需要设置逻辑MM_LOMETRIC、MM_HIMETRIC、MM_HIENGLISH
或MM_TWIPS，只需修改上述代码中的SetWindowExt的参数，该参数实际上是每英寸所包含的各种映射模式下的单位数。根据表１中各映射模式的参数，可得到表２中每英寸所对应的各逻辑单位的个数。

例如，要设置逻辑MM_TWIPS，函数SetWindowExt中的参数为应1440。

2.逻辑坐标与设备坐标转换时误差的处理

表2

映 射 模 式	每 英 寸 所 对 应 的 逻 辑 单 位 数
MM_LOENGLISH	100
MM_HIENGLISH	1000
MM_LOMETRIC	254
MM_HIMETRIC	2540
MM_TWIPS	1440

当我们将映射模式设置成基于逻辑英寸的MM_LOMETRIC时，窗口的范围设为256，视口的范围设为96（在VGA显示器下LOGPIXELSX的值），约2.6个逻辑单位对应1个像素，这显然会造成不小的误差，它会表现在应用程序的各个方面：客户区的一个部分没有被刷新；对象之间本来没有间距，却显示出有间距；对象在屏幕的不同位置上会缩小或增大一个像素等问题。

可以采取以下两个步骤避免转换误差。(1)尽量选择窗口范围和视口范围比可以整除的映射方式，例如基于逻辑英寸的MM_TWIPS其窗口范围和视口范围比1440/96，可简化为15/1，从设备坐标转化为逻辑坐标时没有误差，从消除误差角度看，MM_TWIPS比其他几个映射模式都要好。(2)窗口范围和视口范围比不能整除时，也尽量将其简化，例如，当采用0.3900mm
中的将1个逻辑单位映射成1/64英寸的映射方式时，其窗口范围和视口范围比值为64/96，可简化为2/3。如果我们将逻辑单位的值都取为2的倍数，设备单位的值都取为3的倍数，转换后就没有精度的丢失了。

综上所述，如果我们能够根据映射模式值的特点，逻辑坐标和设备坐标都取经简化的窗口和视口范围值的倍数，则逻辑坐标和设备坐标间的转化将没有误差。

来源： </article/5200034.html>

windows对所有的消息（如WM_SIZE,WM_MOUSEMOVE,WM_LBUTTONDOWN,
WM_LBUTTONUP）,所有的非GDI函数和少数GDI函数（如GetDeviceCaps函数）永远使用设备坐标。在VC中鼠标坐标的坐标位置用设备坐标表示，但所有GDI绘图都用逻辑坐标表示，所以用鼠标绘图时，那么必须将设备坐标转换为逻辑坐标，可以使用CDC函数DPtoLP（）将设备坐标转化为逻辑坐标，同样可以用LPtoDP()将逻辑坐标转化为设备坐标。

CDC的LPtoDP和DPtoLP被用来作逻辑坐标系和设备坐标系之间的相互转换。可以认为CDC的所有成员函数都以逻辑坐标作为其参数；可以认为 CWnd的成员函数都以设备坐标作为其参数；所有选中测试操作（如CRect::PtInRect）都应考虑设备坐标；注意如果用设备坐标来保存某点的坐
标时，如果用户对窗口进行一下滚动，则该点的坐标就不再有效了（因为设备坐标的(0,0)点发生了变化）。
来源： </article/9560513.html>



视图中利用的是影射方式 MM_ANISOTROPIC，现在想把鼠标所在的点的坐标利用逻辑坐标给标出来，利用ScreenToClient()

setwindowExt（） 、setviewportExt() 、setwindowOrg() 、setviewportorg() 的区别:

SetViewportExt和SetWindowExt用来确定逻辑坐标下和设备坐标下的尺寸对应关系

[cpp] view
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SetWindowExt（int Lwidth, int Lheight）

//window的宽（高）度,参数的单位为逻辑单位（Logical），如果参数为负值表示window相应的坐标轴与page空间相反。

SetViewportExt（int Pwidth, int Pheight）

//viewport的宽（高）度,参数的单位为像素（Pixel），如果参数为负值表示viewport相应的坐标轴与device空间相反。

SetWindowOrg（int Lx, int Ly）

//设置窗口的坐标原点

SetViewportOrg（int Px, int Py）

//设置逻辑坐标的原点

所谓设备坐标与逻辑坐标只是相对的概念。 比如点pt(1000,1000),如果你认为他是 设备坐标，那么经过下变换，他就变成逻辑 坐标：

dc.DPtoLP(&pt);

如果你认为他是 逻辑坐标，那么经过下变换，他就变成设备坐标：

dc.DPtoLP(&pt);

是设备坐标还是逻辑坐标，与DC的影射模式(MapMode) 无关，任何影射模式都有设备坐标与逻辑坐标。其中，设备坐标 是统一的的，即都是指设备象素坐标。

CRect并无设备坐标或逻辑坐标之分，关键在于你怎么认为它和怎么用它。 一般dc所接受的参数是逻辑坐标，窗口函数都是接受设备坐标。 所以不管是否用了DPtoLP或LPtoDP，Rectangle()所用参数它都认为是逻辑坐标。