从零开始学习GDI+ （二） 基本概念与基本操作

       从零开始学习GDI+ （一）我的第一个GDI+程序

       上文给新手学习GDI+讲述了vs环境等的准备工作，并且可以直接用GDI+绘图了。本文开始，讲述的可能偏理论，建议学习的过程中大胆尝试，多使用API。

       首先上官方文档https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/gdiplus/-gdiplus-gdi-start

       官方文档是最权威与第一手（当然有时候有错误）的，其他人的说法经过自己的加工，增加了解释，也会带来错误的风险。英文能力强，强烈建议通过官网

学习与尝试。

         

         GDI+的新特性。

        1、图像（Graphics）对象 与画图工具（如Pen、Brush、GraphicsPath、Font、Image）分离，这与GDI中需要将画图工具导入DC中完全不同。因此GDI也

称为状态模型编程，而GDI+则称为非状态模型编程。松耦合总是易于方便拓展。在我们这个例子中就是绘图更自由了，调整画笔时，不再需要频繁取出dc与存入dc了。

        2、多函数重载。以DrawLine为例，可以传入Point，也可以传入int，方便不同场景使用不同的API。而GDI则比较固定。

         3、当前位置，GDI讲究当前的绘图点，模拟一个人画画的全过程。如画一条线的话，需要调用MoveToEx（该函数甚至返回之前的点），再调用LineTo

               而GDI+则无当前位置的概念，讲究的是绘制过程。DrawLine传入的起始点与结束点便可以划线。

         4、绘制与填充，GDI中Rectangle（矩形）直接使用dc的画笔画边界（border），用dc的画刷填充。而GDI+则分成了两个部分DrawRectangle与FillRectangle。

         5、区域的操作，GDI提供的区域函数比较简单 CreateRoundRectRgn、CreatePolygonRgn、CreateEllipseRgn等。GDI+不提供类似函数，通过Region维护，并提供了

Intersect，Union，Xor，Exclude，Complement，Translate等功能函数来构建复杂地区域。

        GDI+的使用：

        我们一般在main函数入口附近进行初始化GdiplusStartup ，并在程序结束前进行资源回收GdiplusShutdown。如果不进行初始化，任何使用GDI+编译不会报错，甚至也能运行，

但如你所见，UI全是空的，因为GDI+对象无法正常工作。

        GDI+的基本操作：

        1、重要的Graphics对象。

        

         Graphics是GDI+的核心，他的构造函数的参数解释下。

         (绘图本质是利用绘图工具在绘图平面上做画，以下我把绘图平面称为【画布】)

         hdevice:设备句柄，此时画布如打印机

         hwnd:窗口句柄，此时画布是窗口

         image:图像对象，此时画布是图片（没错，图片也可以作画，画完后保存的话图片变了）

         hdc:设备上下文句柄，此时画布要根据上下文才能知道

         icm:是否使用色彩配置文件校正色彩。

         总之，Graphics可以在应用程序窗口、图片、打印机、绘图仪、传真机等等作画！

         动手试一试吧：

         1）写一个在打印机作画的函数 注意需要 #include <commdlg.h>

void OnPrintOut()
{
    //要打印的文档信息
    DOCINFO docInfo;
    ZeroMemory(&docInfo, sizeof(docInfo));
    docInfo.cbSize = sizeof(docInfo);

    docInfo.lpszDocName = _T("TestPrint");

    PRINTDLG printDlg;
    ZeroMemory(&printDlg, sizeof(printDlg));
    printDlg.lStructSize = sizeof(printDlg);
    printDlg.Flags = PD_RETURNDC;

    if (PrintDlg(&printDlg))
    {
        StartDoc(printDlg.hDC, &docInfo);
        StartPage(printDlg.hDC);

        //开始在打印机上作画
        Graphics graphics(printDlg.hDC);
        
        //调试的话放到cpp目录，否则放到exe目录
        Image image(_T("test.png"));
        graphics.DrawImage(&image, 0, 0);

        Pen blue(Color(255, 0, 0, 255));
        graphics.DrawRectangle(&blue, 200, 500, 200, 150);
        graphics.DrawEllipse(&blue, 200, 500, 200, 150);
        EndPage(printDlg.hDC);
        EndDoc(printDlg.hDC);
    }

    if (printDlg.hDevMode)
    {
        GlobalFree(printDlg.hDevMode);
    }
    if (printDlg.hDevNames)
    {
        GlobalFree(printDlg.hDevNames);
    }
    if (printDlg.hDC)
    {
        DeleteDC(printDlg.hDC);
    }
}

          2）在菜单功能，把“关于”菜单项的功能注释掉，改成我们的功能

         3）编译运行看看，如果有打印机，看看打印出来的是否是你画的呢？

          2、画基本图形

           GDI+的默认的坐标系的原点位于画布的左上角，x轴向右，y轴向下。默认的单位是像素。（让我想起了高DPI的恐慌，目前网易云信也是不支持动态变化的，但重启会生效。还得抽时间攻克下。）注意：不同的画布的像素的大小不一定一样，更改了分辨率也会影响像素。比如从480*720 变到920*1440，明显程序变小了。

           1）画直线

           一条直线先前已经玩过了，这里补充下一次画多根线。

           

void GDIPlusDrawLines(HDC hdc)
{
    Graphics graphics(hdc);
    Pen green(Color(255, 0, 255, 0), 3);
    PointF p1(10, 10);
    PointF p2(10, 100);
    PointF p3(50, 50);
    PointF p4(10, 10);
    PointF point[] = { p1, p2, p3, p4 };
    graphics.DrawLines(&green, point, sizeof(point) / sizeof(point[0]));

}

       2、画矩形，之前也玩过了，GDI+支持一次性画多个矩形，试试吧。

     

void GDIPlusDrawRectangles(HDC hdc)
{
    Graphics graphics(hdc);
    Pen blue(Color(255, 0, 255, 0), 3);
    RectF r1(10,10,100,50);
    RectF r2(40,40,100,50);
    RectF r3(80,40,50,100);
    RectF rs[] = { r1, r2, r3};
    graphics.DrawRectangles(&blue, rs, sizeof(rs) / sizeof(rs[0]));

}

      

     3、画曲线

      DrawCurve、DrawClosedCurve（闭合曲线）、DrawBezier（贝塞尔曲线）

      额，发现每个函数都写demo比较费时且无聊，大家又不一定跟着尝试，增加点乐趣吧，点的位置随机，矩阵的位置随机。

      1） 包含下头文件 <time.h> 和<stdlib.h>，using namespace std;

      2)  初始化指定下随机数种子

           

     //初始化种子
    srand((unsigned)time(NULL));

 

      3）写随机函数

Point GetRandomPoint(int xmax, int ymax)
{
    Point t;
    t.X = rand() % xmax;
    t.Y = rand() % ymax;
    return t;
}

Rect GetRandomRect(int xmax, int ymax)
{
    Rect t;
    Point t1 = GetRandomPoint(xmax, ymax);
    Point t2 = GetRandomPoint(xmax, ymax);

    if (t1.X < t2.X)
    {
        t.X = t1.X;
        t.Width = t2.X - t1.X;
        if (t1.Y<t2.Y)
        {
            t.Y = t1.Y;
            t.Height = t2.Y - t1.Y;
        }
        else
        {
            t.Y = t2.Y;
            t.Height = t1.Y - t2.Y;
        }
    }
    else
    {
        t.X = t2.X;
        t.Width = t1.X - t2.X;
        if (t1.Y < t2.Y)
        {
            t.Y = t1.Y;
            t.Height = t2.Y - t1.Y;
        }
        else
        {
            t.Y = t2.Y;
            t.Height = t1.Y - t2.Y;
        }
    }

    return t;
}

      4）描点函数

   

//描点
void DrawEllipsePoint(HDC hdc, Point t)
{
    Graphics graphics(hdc);
    SolidBrush redbursh(Color::Red);
    graphics.FillEllipse(&redbursh, t.X-5, t.Y-5, 10, 10);
}

      5）开始作画

  

void DrawCurves(HDC hdc, int xmax, int ymax)
{
    Graphics graphics(hdc);
    Point t[] = { GetRandomPoint(xmax, ymax),
        GetRandomPoint(xmax, ymax), GetRandomPoint(xmax, ymax), GetRandomPoint(xmax, ymax) };

    int t_size = sizeof(t) / sizeof(t[0]);
    //画曲线
    Pen green(Color::Green, 3);
    graphics.DrawCurve(&green, t, t_size);
    //增加弯曲程度
    Pen blue(Color::Blue, 3);
    graphics.DrawCurve(&blue, t, t_size, 1.3f);
    //画闭合曲线
    Pen gray(Color::Gray, 3);
    graphics.DrawClosedCurve(&gray, t, t_size);
    //画贝塞尔曲线
    Pen orange(Color::Orange, 3);
    graphics.DrawBezier(&orange, t[0],t[1],t[2],t[3]);

    for (int i = 0; i < t_size;++i)
    {
        DrawEllipsePoint(hdc, t[i]);
    }
}

     

   4、画圆弧与扇形

        DrawArc 、DrawPie

     

void DrawArcPie(HDC hdc,int xmax, int ymax)
{
Graphics graphics(hdc);
Rect t = GetRandomRect(xmax, ymax);
//先画矩形边框（增加对左边的认知）
Pen black(Color::Black); //默认一像素
graphics.DrawRectangle(&black, t);
//画弧线
Pen red(Color::Red, 3);
graphics.DrawArc(&red, t, 0/*起始位置*/, 90/*需要画的弧度大小*/);
//画扇形
Pen green(Color::Green, 1);
graphics.DrawPie(&green, t, 90/*起始位置*/, 90/*需要画的弧度大小*/);
}

  5、填充区域、画刷与颜色

      FillClosedCurve（填充封闭曲线）、FillEllipse（填充椭圆）、FillPath（填充路径）

      FillPie（填充扇形）、FillPolygon（填充多边形）、FillRectangle（填充矩形）

      FillRectangles（填充巨型集）、FillRegion（填充区域）。

      GDI+使用画刷来填充的：单色画刷、影线画刷、纹理画刷、线性渐变画刷与路径渐变画刷（画刷以后详细展开）

      我们之前已经接触过颜色了，Color，由argb组成。a是alpha色彩的透明度、r是red红色、g是green绿色、b是blue蓝色。GDI+对透明度的支持是基于以下算法：output = foreground*alpha/255 + background*(255-alpha)/255。（以后详细展开）

      下面，我们来填充一个正弦图形试试

      

//用半透明蓝色填充 填充sinx 与 x轴的区域
void FillSinRegion(HDC hdc, int xmax, int ymax)
{
    const REAL Pi = 3.1415926;
    //从0 到 2pi
    //计算1弧度=多少像素,从50px ->xmax-50px 画
    REAL perX = (xmax - 100)*1.0 / (2 * Pi);
    //众项长度单位1=多少像素
    REAL perY = (ymax - 100)*1.0/2;

    //画点，理论上越多越精确，我们取500+1点。大家可以试试更多
    const int counts = 500;
    Point t[counts*2];
    t[0].X = 50;
    t[0].Y = ymax / 2;
    //步长
    REAL stepX = (2 * Pi) / counts;
    REAL step = stepX*perX ;
    //计算正弦值
    for (int i = 1; i < counts ; i++)
    {
        t[i].X = t[i - 1].X + step;
        REAL v = sin(i*stepX);
        t[i].Y = ymax / 2 - v*perY;
    }
    //画x轴
    t[counts].X = t[counts - 1].X;
    t[counts].Y = ymax / 2;
    for (int i = 1; i < counts; i++)
    {
        t[counts + i].X = t[counts + i - 1].X - step;
        t[counts + i].Y = ymax / 2;
    }

    Graphics graphics(hdc);
    SolidBrush blue(Color(255 / 2, 0, 0, 255));
     Pen r(Color::Red);
     graphics.DrawPolygon(&r, t, counts*2);
    graphics.FillClosedCurve(&blue,t,counts*2);

}

      

 6、输出问题

      DrawString

     

void  PrintText(HDC hdc, int xmax, int ymax)
{
    TCHAR s[32];
    _tcscpy_s(s, _T("Hello GDI+"));

    RectF t(10,10,200,50);

    
    Font f(_T("Arial"), 26);
    StringFormat Fmt;
    Fmt.SetAlignment(StringAlignmentCenter);
    Fmt.SetLineAlignment(StringAlignmentCenter);

    SolidBrush red(Color::Red);
    Graphics graphics(hdc);
    graphics.DrawString(s, _tcslen(s), &f, t, &Fmt, &red);

    Pen black(Color::Black);
    graphics.DrawRectangle(&black, t);

}

 

  本文所有源码见：https://github.com/xuhuajie-NetEase/GDI-Study