GDI+(一):GDI+ 绘图基础

一、GDI+绘图基础

编写图形程序时需要使用GDI(Graphics Device Interface,图形设备接口),从程序设计的角度看,GDI包括两部分:一部分是GDI对象,另一部分是GDI函数。GDI对象定义了GDI函数使用的工具和环境变量,而GDI函数使用GDI对象绘制各种图形,在C#中,进行图形程序编写时用到的是GDI+(Graphice Device Interface Plus图形设备接口)版本,GDI+是GDI的进一步扩展,它使我们编程更加方便。

1.1 GDI+概述

GDI+是微软在Windows 2000以后操作系统中提供的新的图形设备接口,其通过一套部署为托管代码的类来展现,这套类被称为GDI+的“托管类接口”,GDI+主要提供了以下三类服务: 
(1)二维矢量图形:GDI+提供了存储图形基元自身信息的类(或结构体)、存储图形基元绘制方式信息的类以及实际进行绘制的类。
(2)图像处理:大多数图片都难以划定为直线和曲线的集合,无法使用二维矢量图形方式进行处理。因此,GDI+为我们提供了Bitmap、Image等类,它们可用于显示、操作和保存BMP、JPG、GIF等图像格式。
(3)文字显示:GDI+支持使用各种字体、字号和样式来显示文本。
我们要进行图形编程,就必须先讲解Graphics类,同时我们还必须掌握Pen、Brush和Rectangle这几种类。GDI+比GDI优越主要表现在两个方面:第(一)GDI+通过提供新功能(例如:渐变画笔和alpha混合)扩展了GDI的功能;第(二)修订了编程模型,使图形编程更加简易灵活。

1.2 Graphics类
  
   Graphics类封装一个GDI+绘图图面,提供将对象绘制到显示设备的方法,Graphics与特定的设备上下文关联。画图方法都被包括在Graphics类中,在画任何对象(例如:Circle,Rectangle)时,我们首先要创建一个Graphics类实例,这个实例相当于建立了一块画布,有了画布才可以用各种画图方法进行绘图。
  绘图程序的设计过程一般分为两个步骤:
  (一)创建Graphics对象;
  (二)使用Graphics对象的方法绘图、显示文本或处理图像。
  通常我们使用下述三种方法来创建一个Graphics对象。
  方法一、利用控件或窗体的Paint事件中的PainEventArgs在窗体或控件的Paint事件中接收对图形对象的引用,作为PaintEventArgs (PaintEventArgs指定绘制控件所用的Graphics)的一部分,在为控件创建绘制代码时,通常会使用此方法来获取对图形对象的引用。
例如:
//窗体的Paint事件的响应方法
private void form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) 

    Graphics g = e.Graphics; 

也可以直接重载控件或窗体的OnPaint方法,具体代码如下所示:
protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)  

    Graphics g = e.Graphics; 
}
Paint事件在重绘控件时发生。 
方法二、调用某控件或窗体的CreateGraphics方法
调用某控件或窗体的CreateGraphics方法以获取对Graphics对象的引用,该对象表示该控件或窗体的绘图图面。如果想在已存在的窗体或控件上绘图,通常会使用此方法。
例如:
Graphics g = this.CreateGraphics(); 
方法三、调用Graphics类的FromImage静态方法
由从Image继承的任何对象创建Graphics对象。在需要更改已存在的图像时,通常会使用此方法。
例如:
//名为“g1.jpg”的图片位于当前路径下
Image img = Image.FromFile("g1.jpg");//建立Image对象
Graphics g = Graphics.FromImage(img);//创建Graphics对象

1.Graphics类的方法成员
有了一个Graphics的对象引用后,就可以利用该对象的成员进行各种各样图形的绘制,表1列出了Graphics类的常用方法成员。

名称说明
 DrawArc 
画弧。
DrawBezier画立体的贝尔塞曲线。
DrawBeziers画连续立体的贝尔塞曲线。
DrawClosedCurve画闭合曲线。
DrawCurve画曲线。
DrawEllipse画椭圆。
DrawImage画图像。
DrawLine画线。
DrawPath通过路径画线和曲线。
DrawPie画饼形。
DrawPolygon画多边形。
DrawRectangle画矩形。
DrawString 绘制文字。
FillEllipse填充椭圆。
FillPath填充路径。
FillPie填充饼图。
FillPolygon填充多边形。
FillRectangle填充矩形。
FillRectangles填充矩形组。
FillRegion填充区域。

在.NET中,GDI+的所有绘图功能都包括在System、System.Drawing、System.Drawing.Imaging、System.Drawing.Darwing2D和System.Drawing.Text等命名空间中,因此在开始用GDI+类之前,需要先引用相应的命名空间。
2.引用命名空间
在C#应用程序中使用using命令已用给定的命名空间或类,下面是一个C#应用程序引用命名空间的例子:
using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Data; 
using System.ComponentModel; 
using System.Drawing; 
using System.Drawing.Drawing2D; 
using System.Drawing.Imaging;

1.3 常用画图对象

在创建了Graphics对象后,就可以用它开始绘图了,可以画线、填充图形、显示 
文本等等,其中主要用到的对象还有: Color:用来用patterns、colors或者bitmaps进行填充。
Pen:用来画线和多边形,包括矩形、圆和饼形。
Font:用来给文字设置字体格式。
Brush:用来描述颜色。
Rectangle:矩形结构通常用来在窗体上画矩形。
Point:描述一对有序的x,y两个坐标值。

1.Pen类
Pen用来绘制指定宽度和样式的直线。使用DashStyle属性绘制几种虚线,可以使用各种填充样式(包括纯色和纹理)来填充Pen绘制的直线,填充模式取决于画笔或用作填充对象的纹理。
使用画笔时,需要先实例化一个画笔对象,主要有以下几种方法。
用指定的颜色实例化一只画笔的方法如下:
public Pen(Color);
用指定的画刷实例化一只画笔的方法如下:
  public Pen(Brush);
用指定的画刷和宽度实例化一只画笔的方法如下:
public Pen(Brush, float); 
用指定的颜色和宽度实例化一只画笔的方法如下:
public Pen(Color, float); 
实例化画笔的语句格式如下:
Pen pn=new Pen(Color.Blue);
或者
Pen pn=new Pen(Color.Blue,100);

Pen常用的属性有以下几个,如下表所示:

名称说明
Alignment获得或者设置画笔的对齐方式。
Brush获得或者设置画笔的属性。
Color获得或者设置画笔的颜色。
Width获得或者设置画笔的宽度。

2.Color类

在自然界中,颜色大都由透明度(A)和三基色(R,G,B)所组成。在GDI+中,通过Color结构封装对颜色的定义,Color结构中,除了提供(A,R,G,B)以外,还提供许多系统定义的颜色,如Pink(粉颜色),另外,还提供许多静态成员,用于对颜色进行操作。Color结构的基本属性如下表所示:

名称说明
A

获取此Color结构的alpha分量值,取值(0~255)。

R获取此Color结构的红色分量值,取值(0~255)。
G获取此Color结构的绿色分量值,取值(0~255)。
B获取此Color结构的蓝色分量值,取值(0~255)。
Name获取此Color结构的名称,这将返回用户定义的颜色的名称或已知颜色的名称(如果该颜色是从某个名称创建的),对于自定义的颜色,将返回RGB值。

Color类的基本(静态)方法如下表所示:

名称说明
FromArgb从四个8位ARGB分量(alpha、红色、绿色和蓝色)值创建Color对象。
FromKnowColor从指定的预定义颜色创建一个Color对象。
FromName从预定义颜色的指定名称创建一个Color对象。

Color类的对象可以通过已有颜色构造,也可以通过RGB建立,例如:
Color clr1 = Color.FromArgb(122,25,255);
Color clr2 = Color.FromKnowColor(KnowColor.Brown);//KnownColor为枚举类型
Color clr3 = Color.FromName("SlateBlue");

在图像处理中一般需要获取或设置像素的颜色值,获取一幅图像的某个像素颜色值的具体步骤如下:
(1)定义Bitmap
Bitmap myBitmap = new Bitmap("c:\\MyImages\\TestImage.bmp");
(2)定义一个颜色变量把在指定位置所取得的像素值存入颜色变量中
Color c = new Color();
c = myBitmap.GetPixel(10,10);//获取此Bitmap中指定像素的颜色。
(3)将颜色值分解出单色分量值
int r,g,b; 
r= c.R; 
g=c.G; 
b=c.B;

3.Font类

Font类定义特定文本格式,包括字体、字号和字形属性。Font类的常用构造函数是public Font(string字体名,float字号,FontStyle字形),其中字号和字体为可选项和public Font(string字体名,float 字号),其中“字体名”为Font的FontFamily的字符串表示形式。下面是定义一个Font对象的例子代码:
FontFamily fontFamily = new FontFamily("Arial"); 
Font font = new Font(fontFamily,16,FontStyle.Regular,GraphicsUnit.Pixel);

字体常用属性如下表所示:

名称说明
Bold 是否为粗体。
FontFamily字体成员。
Height 字体高。
Italic是否为斜体。
Name字体名称。
Size 字体尺寸。
SizeInPoints 

获取此Font对象的字号,以磅为单位。

Strikeout是否有删除线。
Style 字体类型。
Underline是否有下划线。
Unit字体尺寸单位。

4.Brush类

Brush类是一个抽象的基类,因此它不能被实例化,我们总是用它的派生类进行实例化一个画刷对象,当我们对图形内部进行填充操作时就会用到画刷。

5.Rectangle类

存储一组整数,共四个,表示一个矩形的位置和大小。矩形结构通常用来在窗体上画矩形,除了利用它的构造函数构造矩形对象外,还可以使用Rectangle结构的属性成员,其属性成员如下表所示:

名称说明
Bottom 底端坐标
Height 矩形高
IsEmpty

测试矩形宽和高是否为0 

Left 矩形左边坐标
Location

矩形的位置

Right 

矩形右边坐标

Size 

矩形尺寸

Top 矩形顶端坐标
Width矩形宽

矩形左上角顶点X坐标

Y

矩形左上角顶点Y坐标

Retangle结构的构造函数有以下两个:
1、用指定的位置和大小初始化Rectangle类的新实例。
public Retangle(Point,Size);//Size结构存储一个有序整数对,通常为矩形的宽度和高度。
2、使用矩形4个点的坐标初始化Rectangle类的新实例。
public Rectangle(int,int,int,int);

6.Point类

用指定坐标初始化Point类的新实例。这个结构很像C++中的Point结构,它描述了一对有序的x,y两个坐标值,其构造函数为:public Point(int x,int y);其中x为该点的水平位置;y为该点的水垂直位置。
下面是构造Point对象的例子代码: 
Point pt1=new Point(30,30); 
Point pt2=new Point(110,100);

 

Visual C++6.0使用GDI+般方法 1. 载解压GDI+开发包; 2. 正确设置include & lib 目录; 3. stdafx.h 添加: #ifndef ULONG_PTR #define ULONG_PTR unsigned long* #endif #include 4. 程序中添加GDI+的包含文件gdiplus.h以及附加的类库gdiplus.lib。 通常gdiplus.h包含文件添加在应用程序的stdafx.h文件中,而gdiplus.lib可用两种进行添加: 第种是直接在stdafx.h文件中添加下列语句: #pragma comment( lib, "gdiplus.lib" )种方法是: 在VC.net中添加库文件在:项目菜单->属性->链接器->输入 举个例子: (1)在应用程序项目的应用类中,添加个成员变量,如下列代码: ULONG_PTR m_gdiplusToken; 其中,ULONG_PTR是个DWORD数据类型,该成员变量用来保存GDI+被初始化后在应用程序中的GDI+标识,以便能在应用程序退出后,引用该标识来调用Gdiplus:: GdiplusShutdown来关闭GDI+。 (2)在应用类中添加ExitInstance的重载,并添加下列代码用来关闭GDI+: int CGDITestApp::ExitInstance() { Gdiplus::GdiplusShutdown(m_gdiplusToken); return CWinApp::ExitInstance(); } (3)在应用类的InitInstance函数中添加GDI+的初始化代码: 注意:下面这些GDI+的初始化代码必须放在m_pMainWnd->UpdateWindow();之前。 CWinApp::InitInstance(); Gdiplus::GdiplusStartupInput gdiplusStartupInput; Gdiplus::GdiplusStartup(&m_gdiplusToken, &gdiplusStartupInput, NULL); (4)在需要绘图的窗口或视图类中添加GDI+的绘制代码。 下面分别就单文档和基于对话框应用程序为例,说明使用GDI+般过程和方法。 1. 在单文档应用程序中使用GDI+ 在上面的过程中,我们就是以个单文档应用程序Ex_GDIPlus作为示例的。下面列出第4步所涉及的代码: void CGDITestView::OnDraw(CDC* pDC) { CGDITestDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); // TODO: add draw code for native data here usingnamespace Gdiplus; Graphics graphics(pDC->m_hDC); Pen newPen(Color(255,0,0),3); HatchBrush newBrush(HatchStyleCross,Color(255,0,255,0),Color(255,0,0,255));//创建个填充画刷,前景色为绿色,背景色为蓝色 graphics.DrawRectangle(&newPen,50,50,100,60);// 在(50,50)处绘制个长为100,高为60的矩形 graphics.FillRectangle(&newBrush,50,50,100,60); // 在(50,50)处填充个长为100,高为60的矩形区域 } 编译并运行,结果如图:
【图书描述】: GDI+是新代的图形接口。如果要设计.NET Framework图形应用程序,就必须使用GDI+。本书是本为.NET开发人员讲授如何编写Windows和Web图形应用程序的专著,书中全面介绍了GDI+和Windows图形程序设计的基本知识和GDI+图形程序设计的各个方面。 本书适合于开发GDI+图形应用程序的初、中级程序员阅读,书中给出了大量用C#语言编写的可重用示例代码,可以使读者更快地掌握书中所介绍的各种知识和概念。本书也可以作为大专院校相关课程的重要辅导教材。 【编辑推荐】:GDI+图形程序设计》是为.NET开发人员介绍如何编写Windows和Web图形应用程序的指南用书。通过大量详尽的实例,本书使有经验的程序员可以更深入地理解在.NET Framework类库中定义和整个GDI+API。   本书从介绍GDI+Windows图形程序设计的基本知识开始,其核心是对些实际问题的指导,包括如何使用Windows Forms及如何优化GDI+的性能。本书通过些例子来说明如何开发真实世界的工具,如GDI+Painter、GDI+Editro、ImageViewer和ImageAnimator等。另外,作者还给出了大量使用C#语言编写的可重用示例代码,读者可从网上下载完整的C#和Visual Basic.NET源代码,并可通过这些源代码查看书中各图的彩色效果 第1章 GDI+ ——下代图形接口 1.1 理解GDI+ 1.2 探索GDI+ 的功能 1.3 从GDI的角度学习GDI+ 1.4 .NET中的GDI+ 名称空间和类 总结 第2章 第GDI+ 应用程序 2.1 绘制表面 2.2 坐标系统 2.3 指南——第GDI+ 应用程序 2.4 些基本的GDI+ 对象 总结 第3章 Graphics类 3.1 Graphics类的属性 3.2 Graphics类的方法 3.3 GDI+ Painter应用程序 3.4 绘制饼图 总结 第4章 使用画笔和钢笔 4.1 理解和使用画笔 4.2 在GDI+ 中使用钢笔 4.3 使用钢笔进行变形 4.4 使用画笔进行变形 4.5 系统钢笔和系统画笔 4.6 个真实世界的例子 ——在GDI+ Painter应用程序中添加颜色、钢笔和画笔 总结 第5章 颜色、字体和文本 5.1 访问Graphics对象 5.2 使用颜色 5.3 使用字体 5.4 使用文本和字符串 5.5 渲染文本的质量和性能 5.6 高级版式 5.7 个简单的文本编辑器 5.8 文本变形 总结 第6章 矩形和区域 6.1 Rectangle结构体 6.2 Region类 6.3 区域和剪辑 6.4 剪辑区域示例 6.5 区域、非矩形窗体和控件 总结 第7章 图像处理 7.1 光栅图像和矢量图像 7.2 使用图像 7.3 操作图像 7.4 在GDI+ 中播放动画 7.5 使用位图 7.6 使用图标 7.7 扭曲图像 7.8 绘制透明的图形对象 7.9 查看多个图像 7.10 使用图片框查看图像 7.11 使用不同的大小保存图像 总结 第8章 高级图像处理 8.1 渲染位图的部分 8.2 使用图元文件 8.3 使用颜色对象应用颜色映射 8.4 图像属性和ImageAttributes类 8.5 编码器参数与图像格式 总结 第9章 高级二维图形 9.1 线帽和线条样式 9.2 理解并使用图形路径 9.3 图形容器 9.4 读取图像的元数据 9.5 混合 9.6 Alpha混合 9.7 其他高级二维主题 总结 第10章 变形 10.1 坐标系统 10.2 变形的类型 10.3 Matrix类与变形 10.4 Graphics类与变形 10.5 全局变形、局部变形和复合变形 10.6 图像变形 10.7 颜色变形和颜色矩阵 10.8 图像处理中的矩阵操作 10.9 文本变形 10.10 变形顺序的重要性 总结 第11章 打印 11.1 简要地回顾使用Microsoft Windows进行打印的历史 11.2 打印过程概述 11.3 第个打印应用程序 11.4 打印机的设置 11.5 PrintDocument和Print事件 11.6 打印文本 11.7 打印图形 11.8 打印对话框 11.9 自定义页面设置 11.10 打印多个页面 11.11 页边打印——注意事项 11.12 进入细节——自定义控制和打印控制器 总结 第12章 开发GDI+ Web应用程序 12.1 创建第个ASP.NET Web应用程序 12.2 第个图形Web应用程序 12.3 绘制简单的图形 12.4 在Web上绘制图像 12.5 绘制曲线图 12.6 绘制饼图 总结 第13章 GDI+ 的最佳实践及性能技术 13.1 理解渲染过程 13.2 双缓存和无抖动绘图 13.3 理解SetStyle方法 13.4 绘图过程的质量与性能 总结 第14章 GDI互操作性 14.1 在受控环境中使用GDI 14.2 在受控代码中使用GDI的注意事项 总结 第15章 其他GDI+ 示例 15.1 设计交互式GUI应用程序 15.2 绘制具有形状的窗体和Windows控件 15.3 为绘制的图像添加版权信息 15.4 从流或数据库读取及写入图像 15.5 创建自绘制的列表控件 总结 附录A .NET中的异常处理
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