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Windows GDI绘图基础与轻量进阶

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GDI 是 Graphics Device Interface 的缩写,称为图形设备接口,主要用来绘图,由动态链接库 GDI32.DLL 提供支持。GDI 就是一个函数库,提供了很多绘图函数(也就是GDI32.DLL 中的导出函数),上节使用的 TextOut 就是其中之一。GDI 非常重要,不但应用程序使用它来绘图,Windows 本身也使用GDI来显示用户界面,比如菜单、滚动条、图标和鼠标指针等。

GDI 基础

这一部分讲解如何绘制简单的图形,而在轻量进阶部分讲解如何美化图形。

1) 绘制矩形

Rectangle 函数可以在窗口上绘制一个矩形,它的原型为:
BOOL Rectangle(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int nLeftRect,  //矩形左上角x坐标
    int nTopRect,  //矩形左上角y坐标
    int nRightRect,  //矩形右下角x坐标
    int nBottomRect  //矩形右下角y坐标
);
示例代码:
case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    Rectangle(hdc, 50, 50, 150, 150);
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果:

注意:坐标的原点都是客户区的左上角。

2) 带圆角的矩形

如果您觉得上面矩形过于方正,那么可以使用 RoundRect 函数,它可以画出带有圆角边框的矩形,原型为:
BOOL RoundRect(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int nLeftRect,  //矩形左上角x坐标
    int nTopRect,  //矩形左上角y坐标
    int nRightRect,  //矩形右下角x坐标
    int nBottomRect,  //矩形右下角y坐标
    int nWidth,  //用来画圆角的椭圆的宽度
    int nHeight  //用来画圆角的椭圆的高度
);
注意:当 nHeight >= nBottomRect 且 nWidth = nRightRect 时,那么绘制出的就是一个圆。示例代码:
case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    RoundRect(hdc, 20, 20, 150, 150, 25, 25);
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果:

3) 绘制椭圆

Ellipse() 函数可以用来绘制椭圆,它的原型为:
BOOL Ellipse(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int nLeftRect,  //左上角x坐标
    int nTopRect,  //左上角y坐标
    int nRightRect,  //右下角x坐标
    int nBottomRect  //右下角y坐标
);

注意:当 nRightRect - nLeftRect = nBottomRect - nRightRect 时绘制出的是一个圆。

示例代码:

case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    Ellipse(hdc, 20, 20, 180,90);
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果:

4) 绘制直线

绘制直线需要确定起点和终点。

确定起点使用 MoveToEx 函数。MoveToEx 用来指定画笔的起始位置,也就是从哪里开始画,它的原型为:

BOOL MoveToEx(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int x,  //起始位置x坐标
    int y,  //起始位置y坐标
    LPPOINT lpPoint  //指向用于保存当前位置的POINT结构体的指针
);

对于参数 lpPoint,我们并不需要保存当前位置,所以直接指定为 NULL 即可。

注意:win32不再支持 MoveTo,只支持它的扩展函数 MoveToEx。

有了起点,接下来就可以使用 LineTo 函数画直线了。LineTo 函数用于从当前绘图位置向指定点绘制一条直线,它的原型为:

BOOL LineTo(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int xEnd,  //终点的x坐标
    int yEnd  //终点的y坐标
);

示例代码:

case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    MoveToEx(hdc, 150, 150, NULL); //设定起始点,不保存当前点坐标
    LineTo(hdc,200, 60); //第一条线
    LineTo(hdc, 250, 150); //第二条线
    LineTo(hdc, 150, 150); //第三条线
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果:

GDI 绘图轻量进阶--画笔和画刷

画笔和画刷都用来在画布上绘图。画布就是用来绘画的一块背景,可以有颜色也可以没有,也可以有图案(比如条纹、网格等);画布可以理解为我们平时作图时使用的纸。

画笔用来画线,可以是封闭的也可以是开放的,比如直线、曲线、圆形、矩形等。

画刷用来填充背景或者一块区域,一般带颜色或图案。

比如画一个矩形,需要先找一块画布,然后用画笔画出矩形的轮廓(线条),再用画刷给矩形区域喷涂上颜色。

画笔与画刷的区别:画笔一般用来画线条,画轮廓;画刷一般用来进行大面积绘制,比如给背景着色,填充画笔画出的一块封闭的区域等。

1) 创建和使用画笔

上面的绘图使用的是Windows的默认画笔,也就是宽度为1个像素,颜色为黑色的画笔。我们也可以创建自己的画笔。

创建画笔的API函数为 CreatePen:

HPEN CreatePen(
    int nPenStyle,  //画笔的样式
    int nWidth,  //画笔的宽度
    COLORREF crColor  //画笔的颜色
);

画笔样式 nPenStyle 有7种取值:

宏定义 宏定义对应的值 说明
PS_SOLID 0 实线
PS_DASH 1 虚线(段线),要求画笔宽度 <= 1
PS_DOT 2 点线,要求画笔宽度 <= 1
PS_DASHDOT 3 线、点,要求画笔宽度 <= 1
PS_DASHDOTDOT 4 线、点、点,要求画笔宽度 <= 1
PS_NULL 5 不可见
PS_INSIDEFRAME 6 实线,但画笔宽度是向里扩展的

画笔宽度 nWidth 指逻辑宽度。iWidth为 0 则意味着画笔宽度为一个像素。如果画笔样式为点线或者虚线,同时又指定一个大于 1 的画笔宽度,那么Windows将使用实线画笔来代替。

画笔的颜色 crColor 可以直接使用 RGB 颜色。RGB 是一种标准颜色,通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的叠加得到各种不同的颜色。

细心的读者可能已经发现,CreatePen 函数在创建画笔时并没有指定设备环境,也就是说,新创建的画笔与当前设备环境并没有关联,无法使用。

画笔、画刷、字体等被称为GDI对象。你可以将GDI对象理解为工具,可以供 GDI 函数使用。新创建的 GDI 对象必须通过 SelectObject 函数选入设备环境才能使用。

SelectObject 函数将GDI对象与设备环境关联起来,它的原型为:

HGDIOBJ SelectObject(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    HGDIOBJ ho  //GDI对象句柄
);

下面的代码会创建一个红色的画笔,并画出一个三角形:

//窗口过程
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam){
    PAINTSTRUCT ps;
    HDC hdc;
    //定义一个画笔句柄,请定义为静态变量
    static HPEN hPen;
    switch (message){
        case WM_CREATE:
            //创建宽度为2个像素的红色点线画笔,保存句柄到 hPen 变量
            hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(255, 0, 0));
            break;
        case WM_PAINT:
            hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
            //选入画笔到设备环境
            SelectObject(hdc, hPen);
            //绘制三角形
            MoveToEx(hdc, 150, 150, NULL);
            LineTo(hdc,200, 60); //第一条线
            LineTo(hdc, 250, 150); //第二条线
            LineTo(hdc, 150, 150); //第三条线
            EndPaint(hWnd, &ps);
            break;
        case WM_DESTROY:
            //请做好善后工作,处理 WM_DESTROY 消息时删除之前我们创建的一切GDI对象
            DeleteObject(hPen);
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
    }
    return 0;
}

运行效果:

两点注意:

A) 画笔最好在 WM_CREATE 事件中创建,因为当应用程序运行时会频繁地触发 WM_PAINT 事件,比如窗口被覆盖后再显示、窗口被拖动、窗口被拉伸等,每次都需要重新创建画笔,浪费资源,也没有必要。

B) 所有创建的GDI对象,在窗口被关闭时(会触发 WM_DESTROY 事件)都要删除掉,以释放内存。

2) 创建和使用画刷

Windows API 中有两个函数可以用来创建画刷。

CreateSolidBrush 函数可以用来创建一个指定颜色的实心画刷,原型为:

HBRUSH CreateSolidBrush( COLORREF crColor );  // crColor为画刷颜色

CreateHatchBrush 函数可以用来创建一个指定颜色的含有特定阴影样式的画刷,原型为:

HBRUSH CreateHatchBrush(
    int fnStyle,  //画刷样式
    COLORREF crColor  //画刷颜色
);

fnStyle 可以有6种取值:

  • HS_BDIGONAL:45度向上,自左至右的阴影(///)
  • HS_CROSS:表示水平直线和垂直直线交叉阴影(+++)
  • HS_DIAGCROSS:45度交叉阴影(XXX)
  • HS_FDIAGONAL:45度向下自左至右的阴影(///)
  • HS_HORIZONTAL:水平阴影(---)
  • HS_VERTICAL:垂直阴影

画刷使用举例:

//窗口过程
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam){
    PAINTSTRUCT ps;
    HDC hdc;
    //定义两个画刷,请定义为静态变量
    static HBRUSH hSolidBrush;
    static HBRUSH hHatchBrush;
    switch (message){
        case WM_CREATE:
            //创建蓝色实心画刷,保存句柄到 hSolidBrush 变量
            hSolidBrush = CreateSolidBrush(RGB(0, 0, 255));
            //创建绿色交叉阴影画刷,保存句柄到 hHatchBrush 变量
            hHatchBrush = CreateHatchBrush(HS_DIAGCROSS,RGB(0,255,0));
            break;
        case WM_PAINT:
            hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
            //选入蓝色实心画刷到设备环境
            SelectObject(hdc, hSolidBrush);
            Rectangle(hdc, 0, 0, 200, 100); //绘制矩形
            //选入绿色交叉画刷到设备环境
            SelectObject(hdc, hHatchBrush);
            Ellipse(hdc,0,100,200,200); //绘制椭圆
            EndPaint(hWnd, &ps);
            break;
        case WM_DESTROY:
            //请做好善后工作,处理 WM_DESTROY 消息时删除之前我们创建的一切GDI对象。
            DeleteObject(hSolidBrush);
            DeleteObject(hHatchBrush);
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
    }
    return 0;
}

运行效果:

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