怎样在内存缓冲中画图

用vc做程序，如何画图是一个大家都很关心，但是却感到很难以理解的问题，因为在mfc的封装之下，没有现成的画图函数供你直接调用，像vb等等里面直接来个point之类的，常常让人感到无从下手。这两天帮人解决了一个用内存缓冲画图的问题，顺便也就谈谈这些东西，也算是总结。

我先来解释一下在mfc里面很关键的设备环境描述符，也就是所谓的DC（device context）。

还是从历史来看吧，dos时代，我们如果要绘图，必须通过一系列系统函数来启动图形环境（用过turbo pascal或者turbo c的人该还有印象吧），这之间对各种硬件的初始化参数都不相同，非常的烦人，常常还要查阅硬件手册，那时的程序智能针对最流行的硬件来编写，对不流行的就没有办法了。windows操作系统为了屏蔽不同的硬件环境，让编程时候不考虑具体的硬件差别，采取了一系列办法，设备环境描述符就是这样产生的。简单的说，设备描述符抽象了不同的硬件环境为标准环境，用户编写时使用的是这个虚拟的标准环境，而不是真实的硬件，与真实硬件打交道的工作一般交给了系统和驱动程序完成（这同样解释了为什么我们需要经常更新驱动程序的问题）。使用在windows图形系统（gdi，而不包括direct x）上面，就体现在一系列的图形DC上面，我们如果要在gdi上面绘图，就必须先得到图形DC的句柄（handle），然后指定句柄的基础上进行图形操作。

再来回忆一下，我们怎么在sdk的环境下面绘图呢，我想这个大家都不太清楚吧，但是确实很基础。在windows的sdk环境下面，我们用传统的c编写程序，在需要的绘图地方（比如响应WM_PAINT消息的分支）这样做：

hdc = GetDC( hwnd );
oldGdiObject = SelectObject( hdc,newGdiObject );
...绘图操作...
SelectObject( hdc,oldGdiObject );
DeleteObject( newGdiObject );
ReleaseDC( hdc);

或者是这样

BeginPaint( hwnd,&ps );//PAINTSTRUCT ps -- ps is a paint struct
...绘图操作...
EndPaint( hwnd )

这就是大概的过程，我们看到了hdc（图形DC句柄）的应用，在绘图的部分，每一个绘图函数基本上也要用到这个句柄，最后我们还必须释放它，否则将严重影响性能。每次我们都必须调用GetDC这个api函数得到（不能用全局变量保存结果重复使用，我在后面解释）。这些是最最基本的windows图形操作的方式，相比dos时代简单了些，但是有些概念也难理解了些。vb里面的简单的point函数其实最后也是被转化为这样的方式来执行，系统帮助做了很多事情。

到了mfc里面，由于有了封装，所有的hdc被隐藏在对象中做为隐藏参数传递（就是DC类的this啦～～），所以我们的关键话题就转变为了怎样得到想要的DC类而已，这个过程其实大同小异的。在消息响应的过程中，WM_PAINT被转变为OnDraw()，OnPaint()一系列函数来响应，这些函数一般都有个参数CDC *pDC传入进来，因此在这些函数里面，我们就只需要直接画图就可以了，和以前sdk的方式一样。

但是WM_PAINT消息响应的频度太高了，比如最小化最大化，移动窗体，覆盖等等都引起重绘，经常的这样画图，很是消耗性能；在有些场合，比如随机作图的场合，每一次就改变，还导致了程序的无法实现。怎么解决后一种问题呢。

ms在msdn的例子里面交给我们document/view的经典解决办法，将图形的数据存储在document类里面，view类只是根据这些数据绘图。比如你要画个圆，只是将圆心和半径存在document里面，view类根据这个里面的数据在屏幕上面重新绘制。那么，我们只需要随机产生一次数据就可以了。

这样还是存在性能的问题，于是我们开始考虑另外的解决方法。我们知道，将内存中的图片原样输出到屏幕是很快的，这也是我们在dos时代经常做的事情，能不能在windows也重新利用呢？答案就是内存缓冲绘图，我们今天的主题。

我们还是回到DC上来，既然DC是绘图对象，我们也就可以自己来在内存里面造一个，让它等于我们想要的图，图（CBitmap）可以存储在document类里面，每一次刷新屏幕都只是将这个图输出到屏幕上面，每一次作图都是在内存里面绘制，保存在document的图里面，必要时还可以将图输出到外存保存。这样既保证了速度，也解决了随机的问题，在复杂作图的情况下对内存的开销也不大（总是一副图片的大小）。这是一个很好的解决办法，现在让我们来实现它们。

我们在document类里面保存一个图片

CBitmap m_bmpBuf;//这里面保存了我们做的图，存在于内存中

在view类里面我们需要将这个图拷贝到屏幕上去
位于OnDraw(CDC *pDC)函数中：

CDC dcMem;//以下是输出位图的标准操作
CBitmap *pOldBitmap = NULL;
dcMem.CreateCompatibleDC(NULL);
pOldBitmap = dcMem.SelectObject(&pDoc->m_bmpBuf);
BITMAP bmpinfo;
pDoc->m_bmpBuf.GetBitmap(&bmpinfo);
pDC->BitBlt(0,0,bmpinfo.bmWidth,bmpinfo.bmHeight,&dcMem,0,0,SRCCOPY);
dcMem.SelectObject(pOldBitmap);
dcMem.DeleteDC();

在我们需要画图的函数里面，我们完成绘图工作

CBmpDrawDoc *pDoc = GetDocument(); //得到document中的bitmap对象
CDC *pDC = GetDC();
CDC dcMem;
dcMem.CreateCompatibleDC(NULL);//这里我们就在内存中虚拟建造了DC
pDoc->m_bmpBuf.DeleteObject();
pDoc->m_bmpBuf.CreateCompatibleBitmap(pDC,100,100);//依附DC创建bitmap
CBitmap *pOldBitmap = dcMem.SelectObject(&pDoc->m_bmpBuf);//我们调入了我们bitmap目标

dcMem.FillSolidRect(0,0,100,100,RGB(255,255,255));//这些时绘图操作，随便你^_^
dcMem.TextOut(0,0,"Hello,world!");
dcMem.Rectangle(20,20,40,40);
dcMem.FillSolidRect(40,40,50,50,RGB(255,0,0));

pDC->BitBlt(0,0,100,100,&dcMem,0,0,SRCCOPY);//第一次拷贝到屏幕
dcMem.SelectObject(pOldBitmap);
dcMem.DeleteDC();

全部的过程就是这样，很简单吧。以此为例子还可以实现2个缓冲或者多个缓冲等等，视具体情况而定。当然在缓冲区还可以实现很多高级的图形操作，比如透明，合成等等，取决于具体的算法，需要对内存直接操作（其实就是当年dos怎么做，现在还怎么做）。

再来解释一下前面说的为什么不能用全局变量保存DC问题。其实DC也是用句柄来标识的，所以也具有句柄的不确定性，就是只能随用随取，不同时间两次取得的是不同的（使用过文件句柄地话，应该很容易理解的）。那么我们用全局变量保存的DC就没什么意义了，下次使用只是什么也画不出来。（这一点的理解可以这样：DC需要占用一定的内存，那么在频繁的页面调度中，位置难免改变，于是用来标志指针的句柄也就不同了）。