Windows GDI、DC

GDI

    Windows环境下的图形组件，介于应用程序与绘图设备驱动之间，为应用程序提供了一套与具体设备无关的绘图程序接口。

    Device Context

    是对具体绘图设备的一个抽象，用以加载特定的绘图设备驱动程序，并根据应用程序的指令调用具体的绘图设备实现所需的绘图操作。应用程序在绘图前创建并维护一个Device Context，并调用创建的Device Context进行绘图操作。

    Pen

    虚拟的线条绘图笔对象。在GDI中有两种类型的Pen——Cosmetic Pen和Geometic Pen。

    Cosmetic Pen

    Cosmetic Pen可用以快速绘制固定宽度的线条。用Cosmetic Pen绘制线条的速度一般是Geometic Pen的3到10倍。其包含3个属性：Width，Style和Color。

    Geometic Pen

    Geometic Pen用以绘制可调整的线条。其属性除了Width、Styoe、Color，还有Pattern、Optional Hatch、End Style和Join Style。

    Brush

    虚拟的平面图形绘画笔对象。可以用来绘制多变性、圆形等。在GDI中，有两种类型的Brush——Logical Brush和Physical Brush两种。前者是用来对所需绘制的位图做出定义和描述，后者是根据Logical Brush的定义，设备创建的一副需要绘制的实际的位图图像。

    Bitmap

    GDI中的Bitmap是一个表示图像的程序对象，用以实现对磁盘图像文件创建、操作和存储等。

    Color

    表示图像元素的颜色属性，其值以RGB形式表示。

    Coordinate Spaces

    表示应用程序界面上的2维坐标空间。

    Filled Shape

    表示由Pen对象勾勒的，并由Brush对象填充而形成的图形。包括圆、矩形、多边形等。

    Path

    指一个或多个可勾勒且可填充的图形集合。使用Path，可以绘制由直线和贝塞尔曲线组成的复杂图形。

    Region

    指一个可以有边框、可填充的矩形、多边形或圆形等图形。

Windows统一控制屏幕输出

    Windows作为一个多任务操作系统，在同一个界面上会存在多个任务窗口。因此为保证各个任务窗口能够正常工作，Windows系统负责管理所有的屏幕输出，保证图形内容能够显示在各自的窗口中而不相互干扰。所有应用程序都必须通过Windows系统才能将内容显示在屏幕上。

    何时绘制窗口

    窗口在很多时候能被绘制或重新绘制，如在窗口创建、大小变更、从其他窗口后面移出窗口、最大或最小化等的时候。在窗口内容因某项操作改变时，系统将向程序发出WM_PAINT消息，通知程序作出相应的绘制工作，绘制操作前需调用BeginPaint函数获取图形显示的Device Context，而在绘制工作结束后调用EndPaint释放该Device Context。当然图形绘制工作也能在其他事件消息（如键盘或鼠标事件）发生时进行，这事绘图前需要调用GetDC或GetDCEx函数来获取图形显示的Device Context。

    窗口绘制有关的系统消息

    WM_PAINT, WM_NCPAINT, WM_ERASEBKGND

    WM_PAINT

    在系统绘制窗口时向程序发出WM_PAINT消息。程序在接收到WM_PAINT消息后调用BeginPaint函数获取当前的Device Context进行绘图操作，绘图完毕后使用EndPaint释放Device Context。

    WM_NCPAINT

    当窗口客户区以外的部分（如窗口标题栏、菜单栏等）需要需要重画时，系统向程序发出该消息。因标准窗口的客户区以外部分为窗口必需部分，因而该消息将默认被发送到DefWindowProc函数进行默认处理。程序可通过截获该消息来实现窗口其他部分的自定义绘制。

    WM_ERASEBKGND

    在窗口变更大小时，窗口背景将被重新绘制。此时在向程序发送WM_PAINT消息之前，系统首先向程序发送WM_ERASEBKGND消息。该消息默认由DefWindowProc函数处理，该函数将WNDCLASS的hbrBackground的颜色属性设置为默认系统背景色进行背景绘制。

  

在如MS－DOS的单任务系统里面，正在运行的应用程序可以自由的做它想做的事情，无论是在屏幕上画线还是重新编写调色板。但是在windows下的多任务环境下，程序却没有如此的自由，A程序的输出是不可以影响B程序的输出的，所以每个程序都被严格的限制于它本身的窗口。GDI用简单的机制确保每个程序的绘制在上面的规则下执行，这个机制就是Device Context(DC)

    当一个windows程序向屏幕，打印机等输出设备绘制时，它不是直接在设备绘制的，而是绘制在一个由DC(Device Context)表示的“Display Surface”上面的。

    一个DC是在windows底层下的结构体，包含了GDI需要知道“display surface”的所有东西，包括和它相关的物理设备。当要在屏幕绘制时，应用程序需要从GDI获得一个DC句柄，然后当要调用GDI的输出函数时，就把这个句柄传递给它。通过DC，GDI可以保证程序的所有绘制都限制在屏幕的指定区域。

    在mfc下应用程序可以通过CWnd::GetDC来获得一个DC，然后应该用CWnd::ReleaseDC来释放DC，具体的使用如下：

    CDC* pDC = GetDC();

    // Do some drawing

    ReleaseDC(pDC)

    当处理WM_PAINT消息时，要用到CWnd::BeginPain 和CWnd::EndPaint 来代替上面的函数。使用如下：

    PAINTSTRUCT ps;

    CDC* pDC = BeginPain(&ps);

    //Do some drawing

    EndPaint(&ps);

    Special-Purpose Device Context Classes

    CpaintDC            For drawing in a window’s client area(OnPaint handles only)

    CclientDC            For drawing in a window’s client area(anywhere but OnPain)

    CwindowDC               For drawing anywhere in a window, including the nonclient area

    CmetaFileDc        For drawing to a GDI metafile

    这些类的构造函数和释构函数在获取和释放DC的时候会调用合适的函数，所以就可以直接这样用了，不用象上面很复杂的用法了。

    CpaintDC dc(this); //传递的指针可以确定DC所属的窗口

    //Do some drawing

    ClientDC & CwindowDC

    è当你需要处理一个鼠标的单击，然后马上画出一个圆，你不能等到下一个WM_PAINT的消息到来才画图，而是马上，这是就需要CclientDC了。它可以在OnPaint的外面创建一个客户区域的device context

    void CMainWindow::OnLButtonDown (UINT nFlags, CPoint point)
    {
        CRect rect;
        GetClientRect (&rect);

        CClientDC dc (this);
        dc.MoveTo (rect.left, rect.top);
        dc.LineTo (rect.right, rect.bottom);
        dc.MoveTo (rect.right, rect.top);
        dc.LineTo (rect.left, rect.bottom);
    }
    当你不仅仅是想绘制客户区域时，还包括标题栏，窗口边框等，就需要CwindowDC类了。你可以捕获WM_NCPAINT消息，重载OnNcPaint函数来重绘NcClient区域。

    当你想在整个屏幕绘制时，可以创建一个CclientDC或CwindowDC对象，然后给他的构造函数传递一个NULL指针。如下：

    CclientDC dc(NULL);

    dc.Ellipse(0,0,100,100);