研究：窗口映射

/**********************************************************************

*

*　　这一篇文是以前写的，但现在看来好像还是没有透彻理解。一块内容真的需要反反复复好几遍才能理解。

*

************************************************************************/

对于我们来说，都学过笛卡尔坐标系，无论画什么图都首先考虑用笛卡尔坐标系来描述，比如说，我想在x=100,y=200的地方画一个点，我的脑中想像的是这样的：

可是，一旦把【想像】的东西画在程序的客户区中，就有变化了，如果想得到同样的点，前提是程序客户区的坐标系和这一样，也是笛卡尔坐标系，方向也相同，x轴向右为正，y轴向上为正。

一个点可能未必那么明显，假设想让别人看到三个点的图像，（这三个点的图像是想像的，也是想让别人看到原样的图像），比如：

三个点的坐标，假设为（100，200），（200，300），（300，400)，（不改变设备任何属性）用API的设点函数，代码：

SetPixel(hdc,100,200,RGB(0,0,0));
SetPixel(hdc,200,300,RGB(0,0,0));
SetPixel(hdc,300,400,RGB(0,0,0));

（圈住的就是点），由这个图可以看出，走形了，已经不是想让别人看到的那个图。这是为什么呢？其实就是因为客户区的坐标系和习惯用的笛卡尔坐标系不同了。客户区的坐标系是下面这样的：

这样一来，就会导致出现上面“走形”的图像。矛盾就出现在这儿，我们习惯于笛卡尔坐标系来描述一幅图，而windows用的是这种坐标系，接下来会考虑怎样把windows的这种坐标系转个方向变成笛卡尔坐标系，适应自己的习惯！

这里就出现了映射模式，在默认情况下，客户区的坐标参考系为上图所示，名称为MM_TEXT，X轴向右为正，Y轴向下为正，除此之外，还有其它几种映射模式。
现在，将客户区的坐标系改成笛卡尔坐标系，SetMapMode(hdc,MM_LOMETRIC)，单位为0.1mm。得到下面这种样式：

这样就得到了自己习惯的坐标系，接下来，会出现这样一个问题，假如说，我想画一个（类似）正弦的弧线，下图所示，我想从X的负坐标开始（这些都是习惯），可是上图所示的坐标系的原点是在客户区的左上角，还是不太习惯，能不能把这个坐标原点移到中间，把上面和左边都留出一定的空隙，这样看起来更适应习惯。

于是，又出现一个函数，可以将这个原点进行移动。

如上图所示，把坐标原点从客户区左上角移到客户区的（100，150）的位置，经过截图软件测距，观察得到的确实是x=100，y=150，这两个值是设备单位，也就是像素。
代码：

SetMapMode(hdc,MM_LOMETRIC);
SetViewportOrgEx(hdc,100,150,NULL);

这里采用的函数是：SetViewportOrgEx（），经过上面两步，首先将坐标系改变，接着再将坐标原点移动，目的只有一个：得到一个适应自己习惯的坐标系。

有了这个坐标系之后，就可以在上面进行操作，但是这个坐标系的逻辑单位是0.1mm，假如画一条线，代码写100，其实是1厘米。

//这一段尤其重要，当转换映射模式后，在绘图函数中，它默认的是当前映射模式下的单位，比如，当前是MM_LOMETRIC，则画线函数中采用的400，是以0.1mm为单位，而不是以像素为单位

打算从坐标原点开始画两条直线，已经具有了笛卡尔坐标系，这样【想像】的是什么，画出来的就是原样的外观。

MoveToEx(hdc,0,0,NULL);
LineTo(hdc,300,0);
MoveToEx(hdc,0,0,NULL);
LineTo(hdc,0,400);//y轴400

一个完整的示例：

代码（注意：用win32应用程序创建一个典型的"hello world"模板。）

// 正弦.cpp : Defines the entry point for the application.
//
#include "stdafx.h"
#include "resource.h"
#include "math.h"
#define PI 3.1415
#define MAX_LOADSTRING 100

// Global Variables:
HINSTANCE hInst;                                // current instance
TCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING];                                // The title bar text
TCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING];                                // The title bar text

// Foward declarations of functions included in this code module:
ATOM                MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
BOOL                InitInstance(HINSTANCE, int);
LRESULT CALLBACK    WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK    About(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,
                     HINSTANCE hPrevInstance,
                     LPSTR     lpCmdLine,
                     int       nCmdShow)
{
     // TODO: Place code here.
    MSG msg;
    HACCEL hAccelTable;

    // Initialize global strings
    LoadString(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING);
    LoadString(hInstance, IDC_MY, szWindowClass, MAX_LOADSTRING);
    MyRegisterClass(hInstance);

    // Perform application initialization:
    if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow)) 
    {
        return FALSE;
    }
    hAccelTable = LoadAccelerators(hInstance, (LPCTSTR)IDC_MY);
    // Main message loop:
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) 
    {
        if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg)) 
        {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
    }
    return msg.wParam;
}
//
//  FUNCTION: MyRegisterClass()
//
//  PURPOSE: Registers the window class.
//
//  COMMENTS:
//
//    This function and its usage is only necessary if you want this code
//    to be compatible with Win32 systems prior to the 'RegisterClassEx'
//    function that was added to Windows 95. It is important to call this function
//    so that the application will get 'well formed' small icons associated
//    with it.
//
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
    WNDCLASSEX wcex;
    wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX); 
    wcex.style            = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wcex.lpfnWndProc    = (WNDPROC)WndProc;
    wcex.cbClsExtra        = 0;
    wcex.cbWndExtra        = 0;
    wcex.hInstance        = hInstance;
    wcex.hIcon            = LoadIcon(hInstance, (LPCTSTR)IDI_MY);
    wcex.hCursor        = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wcex.hbrBackground    = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
    wcex.lpszMenuName    = (LPCSTR)IDC_MY;
    wcex.lpszClassName    = szWindowClass;
    wcex.hIconSm        = LoadIcon(wcex.hInstance, (LPCTSTR)IDI_SMALL);
    return RegisterClassEx(&wcex);
}
//
//   FUNCTION: InitInstance(HANDLE, int)
//
//   PURPOSE: Saves instance handle and creates main window
//
//   COMMENTS:
//
//        In this function, we save the instance handle in a global variable and
//        create and display the main program window.
//
BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
{
   HWND hWnd;
   hInst = hInstance; // Store instance handle in our global variable
   hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW,
      CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);

   if (!hWnd)
   {
      return FALSE;
   }
   ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
   UpdateWindow(hWnd);
   return TRUE;
}
//
//  FUNCTION: WndProc(HWND, unsigned, WORD, LONG)
//
//  PURPOSE:  Processes messages for the main window.
//
//  WM_COMMAND    - process the application menu
//  WM_PAINT    - Paint the main window
//  WM_DESTROY    - post a quit message and return
//
//
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    int wmId, wmEvent;
    PAINTSTRUCT ps;
    HDC hdc;
    TCHAR szHello[MAX_LOADSTRING];
    LoadString(hInst, IDS_HELLO, szHello, MAX_LOADSTRING);
    static HPEN hpen;
    double y,r;
    int x;
    switch (message) 
    {
    case WM_CREATE:
        hpen=CreatePen(PS_SOLID,6,RGB(0,0,0));
        return 0;

        case WM_COMMAND:
            wmId    = LOWORD(wParam); 
            wmEvent = HIWORD(wParam); 
            // Parse the menu selections:
            switch (wmId)
            {
                case IDM_ABOUT:
                   DialogBox(hInst, (LPCTSTR)IDD_ABOUTBOX, hWnd, (DLGPROC)About);
                   break;
                case IDM_EXIT:
                   DestroyWindow(hWnd);
                   break;
                default:
                   return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
            }
            break;
        case WM_PAINT:
            hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);SelectObject(hdc,hpen);
            SetMapMode(hdc,MM_LOMETRIC);//映射模式改变
            SetViewportOrgEx(hdc,100,150,NULL);    //视区原点改变                    
            for(x=-60;x<600;x++)
            {
                r=x/((double)60*2)*PI;
                y=sin(r)*2*60;
                MoveToEx(hdc,(int)x,(int)y,NULL);
                LineTo(hdc,(int)x,(int)y);
            }
            MoveToEx(hdc,-240,0,NULL);//横向线
            LineTo(hdc,680,0);
            MoveToEx(hdc,0,400,NULL);//纵向线
            LineTo(hdc,0,-380);
            EndPaint(hWnd, &ps);
            break;
        case WM_DESTROY:
            DeleteObject(hpen);
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
   }
   return 0;
}

// Mesage handler for about box.
LRESULT CALLBACK About(HWND hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (message)
    {
        case WM_INITDIALOG:
                return TRUE;

        case WM_COMMAND:
            if (LOWORD(wParam) == IDOK || LOWORD(wParam) == IDCANCEL) 
            {
                EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam));
                return TRUE;
            }
            break;
    }
    return FALSE;
}

继续新的问题：

考虑这样一种情况，在MM_LOMETRIC的映射模式下（不改变坐标原点），我想从坐标原点处开始画一条线直接到达窗口的最底端。如图所示（现在研究左边的一条线）：

这条线尾的特点是，X不变（固定一个值，比如360），而y也就是客户区的高度可以自由伸缩。
要实现这个功能，首先要获取窗口的高度，采用GetClientRect函数。但问题出在这了，这个函数返回的是客户区的矩形区域，它是设备坐标还是逻辑坐标呢？书上的意思是，它返回的是设备坐标，而设备坐标是像素。我这个画线程序里面的360是逻辑坐标（0.1mm为单位），不匹配，所以要将设备坐标转换为逻辑坐标。
这就算是DPtoLP函数的一个来历。

GetClientRect (hwnd, &rect) ; //获取窗口客户区的尺寸
pt.y=rect.bottom;//高度
pt.x=rect.right;//宽度
DPtoLP(hdc,(LPPOINT)&pt,2);//转换pt为逻辑坐标

这样一来，两者就匹配了。

LineTo(hdc,360,pt.y);

但是，在这里又出现一个问题，MM_LOMETRIC的坐标系和笛卡尔坐标系一样，现在LineTo(hdc,360,pt.y)，这个pt.y看起来像是一个正数，x和y都为正数的点怎么会落在用户区中呢？如果一个东西只有一个解释，那就是唯一的解释，那就是这个pt.y只能是个负数才合理。验证输出pt.y发现它确实是个负数。

DPtoLP将用户区的高度进行了两个功能的转换，第一，根据坐标方向，转换正负值，第二，将设备高转换为逻辑高。

整理一下这个过程，假设用户区没有做任何映射转换，就是MM_TEXT，x向右为正，y向下为正。通过GetClientRect函数得到的高度是像素为单位。
接着，转换用户区的映射方式，变成MM_LOMETRIC，通过GetClientRect函数获取高度，则依然是像素，说明，GetClientRect是以设备坐标为单位（像素）返回用户区高度。

既然都为正，那就说明问题出在DPtoLP这个函数头上，它的工作要取决于当前的映射方式，当它发现是MM_LOMETRIC的映射模式时，就将这个高度转换为负值的以0.1mm为单位的逻辑坐标。这样，一切就合理了。根据后文一个粗略的近似计算：16像素约等于5.6mm，我这个程序的窗口约694像素，两者一换算：2429(0.1mm为单位），而程序输出经过DPtoLP转换后的高度为：-2444，几乎相等，这样就证明了。

得到下面两条结论：
一、GetClientRect返回的是用户区的矩形高度（设备坐标，像素为单位），和方向无关，总是用设备单位。
二、DPtoLP函数会根据当前的映射方式将设备坐标转换为逻辑坐标，正如上面所示，不仅改单位，还改方向。
代码示例：

//--------------------DPtoLP函数的研究例子---------------//
#include <windows.h>
#include "stdio.h"
LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;
void paint();
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,PSTR szCmdLine, int nCmd)
{
     static TCHAR szAppName[] = TEXT ("HelloWin") ;
     HWND         hwnd ;                //窗口句柄
     MSG          msg ;                 //消息结构
     WNDCLASS     wndclass ;            //窗口类结构
     wndclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
     wndclass.lpfnWndProc   = WndProc ;
     wndclass.cbClsExtra    = 0 ;
     wndclass.cbWndExtra    = 0 ;
     wndclass.hInstance     = hInstance ;
     wndclass.hIcon         = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ;//加载图标供程序使用
     wndclass.hCursor       = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ;    //加载鼠标指针供程序使用
     wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH) ;//获取一个图形对象，在这个例子中，是获取绘制窗口背景的刷子
     wndclass.lpszMenuName  = NULL ;
     wndclass.lpszClassName = szAppName ;

     if (!RegisterClass (&wndclass))//为程序窗口注册窗口类
     {
            return 0 ;
     }
     //根据窗口类创建一个窗口
     hwnd = CreateWindow (szAppName,                  
                          TEXT ("一个简单的Win32程序"), 
                          WS_OVERLAPPEDWINDOW,        
                          CW_USEDEFAULT,              
                          CW_USEDEFAULT,              
                          CW_USEDEFAULT,             
                          CW_USEDEFAULT,              
                          NULL,                      
                          NULL,                       
                          hInstance,                  
                          NULL) ;                     
     
     ShowWindow (hwnd, SW_SHOWMAXIMIZED) ;          //在屏幕上显示窗口
     UpdateWindow (hwnd) ;                  //指示窗口刷新自身
     
     while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))            //从消息队列中获取消息
     {
          TranslateMessage (&msg) ;                   //转换某些键盘消息
          DispatchMessage (&msg) ;                    //将消息发送给窗口过程
     }
     return msg.wParam ;
}

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
     HDC         hdc ;
     PAINTSTRUCT ps ;
     RECT        rect ;
     POINT pt;
     char a[20],b[20],c[20];
     switch (message)
     {        
     case WM_PAINT:
          hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ; //开始窗口绘制
          GetClientRect (hwnd, &rect) ;//转换映射模式前，默认为MM_TEXT
          pt.y=rect.bottom;//返回用户区高度
          sprintf(a,"MM_TEXT's height:%d",pt.y);
          TextOut(hdc,350,0,a,strlen(a));

          //转换映射模式为MM_LOMETRIC
          SetMapMode(hdc,MM_LOMETRIC);
          GetClientRect (hwnd, &rect) ; //获取窗口客户区的尺寸
          pt.y=rect.bottom;//高度
          pt.x=rect.right;//宽度

          sprintf(b,"MM_LOMETRIC's height：%d",pt.y);//没有被DPtoLP转换前
          TextOut(hdc,0,0,b,strlen(b));

          DPtoLP(hdc,(LPPOINT)&pt,2);

          sprintf(c,"MM_LOMETRIC's height：%d",pt.y);//被DPtoLP转换后
          TextOut(hdc,0,-250,c,strlen(c));

              LineTo(hdc,360,pt.y);
            MoveToEx(hdc,360,pt.y,NULL);
              LineTo(hdc,pt.x,-90);

          EndPaint (hwnd, &ps) ; //结束窗口绘制

          return 0 ;
          
     case WM_DESTROY:
          PostQuitMessage (0) ; //在消息队列中插入一条“退出”消息
          return 0 ;
     }
     return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam);//执行默认的消息处理
}

题目：以毫米为单位在用户区中输出（上下相邻）两行字符串，如何解？

如果打印两行字符串，需要在行间保持（一定的）距离才不会重叠或者行距太大。

第一个问题，如何知道字体的高度呢？根据文本显示的研究，字体的高度存放在TEXTMETRIC这个结构中，通过创建DC得到这个高度，接着的问题是，如果按照默认映射模式，也即MM_TEXT模式，得到的是映射模式的逻辑单位，换句话说，假如不改变映射模式，得出的高度为16（象素）。

16是象素，但是现在需要以毫米为单位，显然这个16不符合要求，需要把映射模式改为MM_LOMETRIC，于是得到逻辑单位以0.1mm为单位，再去取TEXTMETRIC中的高度，得到56。

计算：
同样的字体，象素为单位=16，0.1mm为单位=56，于是16象素=5.6mm。

通过计算得知，在以MM_LOMETRIC的映射模式下，字体的高度为56（即5.6毫米），问题已经基本得到解决。

在MM_LOMETRIC的映射模式下，x向右，y向上， 假如第一行字串起点为：（100，-100），则第二行字串的起点为（100，-100-56）。

同样，如果转换为MM_TEXT模式，在相同的地方输出，则第一行字串转换为（28，28），可以覆盖，稍有点误差。
代码如下：