Базы данныхИнтернетКомпьютерыОперационные системыПрограммированиеСетиСвязьРазное
Поиск по сайту:
Подпишись на рассылку:

Назад в раздел

Глава 12

Глава 12. Работа с графикой

Если в окне приложения должно выводиться изображение, связанное с существом задачи, необходимо использовать облики, построенные на основе класса CView .

За мечание о классе CView

Объекты класса CView имеют окно, представляющее собой обычную прямоугольную область экрана, без рамки, меню и других элементов. Вывод в такое окно (в том числе и текста) производится в графическом виде. При работе с этим классом очень важны моменты, рассматриваемые ниже.

Сообщение и метод OnDraw

Предположим, в окне отображен какой-либо рисунок, который затем перекрыт другим окном, а через некоторое время верхнее окно сдвигается с рисунка. Если перекрывающее окно небольшое, например, окно меню, то при его закрытии перекрытая часть восстанавливается системой Windows. В большинстве же случаев Windows обращается за помощью к владеющему окном приложению и посылает ему сообщение о необходимости восстановить окно. Дело разработчика приложения, реагировать на это сообщение или нет. Если обработка сообщения не предусмотрена, то велика вероятность исчезновения части рисунка из окна.

Итак, для обеспечения корректного отображения информации в окне нужна функция, которая будет перерисовывать содержимое окна всякий раз, когда оно потребуется. Для этого служит метод OnDraw . В качестве параметра этому методу передается указатель на контекст устройства, используя который, можно перерисовать окно.

Графическое устройство и его контекст

Работа с графическими устройствами , такими, как принтер, плоттер, дисплей в системе Windows вообще и в Visual C++ в частности является аппаратно-независимой. Это значит, что при программировании под Windows средств прямого доступа к аппаратуре нет. Все взаимодействие с ней производится через функции API (Application Program Interface). При этом для вывода на графические устройства используется один и тот же набор функций.

Для того, чтобы определить, на какое устройство осуществляется вывод, в Windows и в Visual C++ используется понятие контекста устройства (device context). Далее везде будет рассматриваться контекст устройства, реализованный в Visual C++. Контекст устройства - это объект класса CDC, содержащий все методы для построения изображения в окне. Кроме того, он содержит данные о графическом устройстве вывода. Для осуществления вывода создается контекст устройства и тем самым определяется конкретное устройство для вывода. А далее к созданному объекту можно применять все имеющиеся методы класса CDC .

При выводе многие параметры долгое время остаются неизменными, например, цвет линии и другие. Указывать все такие параметры при каждом обращении к методам вывода неудобно. Контекст устройства содержит целый ряд таких параметров, обычно их называют атрибутами контекста устройства . Методы имеют лишь те параметры, что определяют существо их действия, а остальные атрибуты для рисования берутся из контекста устройства. При создании контекста устройства его атрибуты устанавливаются по умолчанию. Затем их можно изменять методами класса CDC.

Поврежденная область и поврежденный прямоугольник

При работе с окнами обычно "повреждается" только часть окна, так что перерисовывать все окно неэкономно. Поэтому система Windows фиксирует не только необходимость перерисовки, но и информацию о поврежденной области (invalid region). Но более важным является понятие поврежденный прямоугольник (invalid rectangle) - минимальный прямоугольник, покрывающий поврежденную область. Windows и Visual C++ обеспечивают следующие возможности при работе с поврежденным прямоугольником:

Методы GetUpdateRect и GetUpdateRgn класса CWnd позволяют получить описание поврежденного прямоугольника и поврежденной области.

Если производить перерисовку стандартным путем (например, внутри метода обработки сообщения OnDraw ), то рисование в окне результативно только в области поврежденного прямоугольника. В этом случае говорят, что поврежденный прямоугольник задает область усечения , вне которой содержимое окна не изменяется.

Если в момент возникновения поврежденной области сформированное ранее системой Windows сообщение WM_PAINT о необходимости перерисовки окна не было обработано приложением и стоит в очереди приложения, новое сообщение WM_PAINT в очередь не добавляется. В качестве поврежденной области берется минимальный прямоугольник, покрывающий одновременно старый и новый прямоугольники.

Методы Invalidate , InvalidateRect и InvalidateRgn класса CWnd позволяют объявить соответственно клиентскую область, некоторые прямоугольник и область окна поврежденными и послать сообщение WM_PAINT в очередь приложения.

Методы ValidateRect и ValidateRgn класса CWnd позволяют отменить объявление некоторого прямоугольника или области поврежденными. Это ведет к корректировке текущего поврежденного прямоугольника.

При создании окна поврежденный прямоугольник устанавливается равным клиентской части окна. Обработчик сообщения Update класса CView также устанавливает поврежденный прямоугольник равным клиентской части окна.

Атрибуты конт екста устройства

Атрибуты контекста устройства задают общие для всех методов класса CDC параметры графического вывода. При создании контекста устройства они получают значения по умолчанию.

Атрибут контекста устройства

Значение по умолчанию

Тип логической системы координат (mapping mode)

MM_TEXT

Выделенная точка окна (window origin)

(0,0)

Выделенная точка области отображения (viewport or igin)

(0,0)

Меры протяженности оконной системы координат (window e xtents)

(1,1)

Меры протяженности области отображения (viewport e xtents)

(1,1)

Перо (pen)

BLACK_PEN

Кисть (brus h)

WHITE_BRUSH

Шрифт (font)

SYSTEM_FONT

Растровое изображение (bitmap)

 

Текущая позиция пера (cu rrent pen position)

(0,0)

Режим фона (background mode)

OPAQUE

Цвет фона (background color)

белый

Цвет текста (text color)

черный

Режим отображения (dra wing mode)

R2_COPYPEN

Режим растяжения (stretc hing mode)

BLACKONWHITE

Режим заполнения многоугольника (polygon filling mode)

ALTERNATE

Число пробелов между символами (intercharacter spacing)

0

Выделенная точка кисти (brush origin)

(0,0) в экран. координатах

Область усечения (clipping region)

 

Системы коо рдинат

Вывод на графическое устройство привязан к некоторой системе координат . Практически все методы, обеспечивающие вывод на графическое устройство, привязаны к логической (или оконной ) системе координат . В этой системе координаты называют логическими .

Свойства этой системы можно менять. Описание логической системы координат задается контекстом устройства. Чтобы логические координаты могли интерпретироваться физическим устройством, используется следующий механизм. Графическое устройство имеет свою собственную фиксированную физическую систему координат . Контекст устройства содержит атрибуты, задающие соответствие между логическими и физическими координатами точки , что позволяет при выводе на графическое устройство произвести преобразование логических координат в физические. Графическое устройство осуществляет вывод в прямоугольную область отображения (viewport). Начало системы координат находится в левом верхнем углу области, первая координатная ось (Х) направлена горизонтально слева направо, вторая - Y вертикально сверху вниз. Единицей измерения является пиксел.

При выводе на дисплей в системе Windows существует как бы три графических устройства, зависящих от типа экранной области, в которую осуществляется вывод. Вывод может производиться:

  • на экран, и тогда область отображения - весь экран;
  • в Windows-окно, и тогда область отображения - все Windows-окно;
  • в клиентскую часть Windows-окна, и тогда область отображения - клиентская часть Windows-окно.

Для каждого из этих графических устройств можно создать свой тип контекста устройства.

Тип логической системы координат (mapping mode) является атрибутом контекста устройства. Соответствие между системой координат области отображения и логической системой координат окна задается атрибутами:

  • выделенная точка окна (window origin);
  • выделенная точка области отображения (viewport origin);
  • меры протяженности логической (оконной) системы (window extent);
  • меры протяженности области отображения (viewport extent).

Используя эти атрибуты, Windows преобразует логические координаты в физические и выводит на графическое устройство.

Логическая система координат

Под типом логической системы координат понимается то, как направлены координатные оси и каковы единицы измерения по каждой из координатных осей. В Windows существует несколько типов логических систем координат.

Тип системы координат

Единица измерения

Направление оси X

Направление оси Y

MM_TEXT

Пиксел

Координата увеличивается слева направо

Координата увеличивается сверху вниз

MM_LOMETRIC

0.1 мм

Координата увеличивается слева направо

Координата увеличивается снизу вверх

MM_HIMETRIC

0.01 мм

Координата увеличивается слева направо

Координата увеличивается снизу вверх

MM_LOENGLISH

0.01 дюйма

Координата увеличивается слева направо

Координата увеличивается снизу вверх

MM_HIENGLISH

0.001 дюйма

Координата увеличивается слева направо

Координата увеличивается снизу вверх

MM_TWIPS

1/1440 дюйма

Координата увеличивается слева направо

Координата увеличивается снизу вверх

MM_ISOTROPIC

Усл.единицы (по X и У совпадают)

устанавливается

Устанавливается

MM_ANISOTROPIC

Усл.единицы (по X и Y задаются независимо)

устанавливается

Устанавливается

Для установки типа системы координат используется метод контекста устройства SetMapMode, а для получения типа системы координат - метод GetMapMode .

Очень интересны режимы отображения MM_ISOTROPIC и MM_ANISOTROPIC. Оба этих режима отображения используются в основном, когда программисту требуется построить максимально большое изображение внутри окна, которое будет часто изменять свои размеры.

Ниже очень кратко показана разница между режимами MM_ANISOTROPIC и MM_ISOTROPIC и стандартными режимами отображения:

  • Если необходимо, чтобы рисунок сохранял свои пропорции, нужно использовать режим MM_ISOTROPIC.
  • Если необходимо растянуть рисунок так, чтобы он занимал все доступное пространство, нужно использовать режим MM_ANISOTROPIC.
  • Если необходимо, чтобы рисунок сохранял свои размеры независимо от размера окна, нужно использовать любой другой режим отображения.

Соответствие между логической и физической системами координат

Соответствие между логической и физической системами координат устанавливается двумя понятиями: выделенная точка (origin) и мера протяженности (точнее, меры протяженности, так как их две: по оси X и по оси Y). Каждая из систем координат имеет свою выделенную точку. Выделенная точка логической системы координат определяется атрибутом window origin (выделенная точка окна), а выделенная точка физической системы координат - атрибутом viewport origin (выделенная точка области отображения). Соответствие устанавливается наложением двух систем так, чтобы выделенные точки совпадали. Выделенные точки задают, каким образом системы координат размещены одна относительно другой.

Работа с выделенными точками обеспечивается методами класса CPoint:

  • выделенная точка логической системы координат устанавливается методом SetWindowOrg, а получается методом GetWindowOrg;
  • выделенная точка физической системы координат устанавливается методом SetViewportOrg, а получается методом GetViewportOrg.

Для систем координат типа MM_TEXT, MM_LOMETRIC, MM_HIMETRIC, MM_LOENGLISH, MM_HIENGLISH, MM_TWIPS выделенные точки полностью задают соответствие. Значение двух других атрибутов соответствия для этих типов систем координат фиксированы и не могут меняться программистом.

Соответствие между логическими и физическими координатами точки можно выразить формулами:

	xViewPort = (xWindow - xWinOrg) * xScale + xViewOrg ,
	yViewPort = (yWindow - yWinOrg) * yScale + yViewOrg ,
где
	(xViewPort, yViewPort) - координаты произвольной точки А в физической системе;
	(xWindow, yWindow) - координаты произвольной точки А в логической системе;
	(xViewOrg, yViewOrg) - координаты выделенной точки в физической системе;
	(xWinOrg, yWinOrg) - координаты выделенной точки в логической системе.

Значение xScale равно количеству пикселей, приходящихся на одно деление оси X, а yScale - количеству пикселей, приходящихся на одно деление по оси Y. Эти значения задаются атрибутами меры протяженности логической системы координат (window extents) и меры протяженности физической системы координат (viewport extents).

Для всех выше перечисленных типов систем координат они фиксированы для данного физического устройства, и программист не может их изменить. Иначе дело обстоит с системами координат типа MM_ISOTROPIC, MM_ANISOTROPIC. Для них единицей измерения является условная единица. Количество пикселов, приходящихся на одно деление в логической или физической системе координат, может быть установлено атрибутами меры протяженности логической системы координат (window extents) и меры протяженности физической системы координат (viewport extents). Каждый из атрибутов представляет собой пару чисел - меру протяженности по оси X и меру протяженности по оси Y. Обозначим их (xWinExt, yWi nExt) и (xViewExt, yViewExt).

Понятие "мера протяженности" можно представить, как точку на оси X или Y или как "эталонный отрезок" от начала системы координат до этой точки. При установлении соответствия между логической и физической системами координат точки в логической и физической системах координат совмещаются растяжением (или сжатием) логической системы по осям X и Y. Меры протяженности задают значения xScale и yScale так:

	xScale = xViewExt / xWinExt ,
	yScale = yViewExt / yWinExt .

Объект ы GDI

При рисовании фигур в Visual C++ используются специальные объекты GDI , т.е. объекты интерфейса графического устройства (GDI - Graphics Device Interface) системы Windows.

Название

Класс

Тип определителя в Windows

Перо

CPen

HPEN

Кисть

CBrush

HBRUSH

Шрифт

CFont

HFONT

Растровое изображение

CBitmap

HBITMAP

Палитра

CPalette

HPALETTE

Область (регион)

CRgn

HRGN

Как и любые другие объекты в Visual C++, они должны быть созданы соответствующим образом. Создание объекта должно включать в себя и связывание с соответствующим объектом системы Windows. Эта операция осуществляется методом, имя которого начинается с префикса Create. Он может быть выполнен как после создания объекта Visual C++, так и в конструкторе объекта:

	CPen Pen1; Pen1.CreatePen(PS_DOT, 5, RGB(0,0,0)); 	// вариант 1

	CPen Pen2(PS_DOT, 5, RGB(0,0,0));			// вариант2

При завершении работы с объектом GDI необходимо обеспечить (вернее, не нарушать) его автоматическое удаление при выходе из соответствующей области видимости.

Перо - объект для рисования линий. При создании пера можно задать его ширину, цвет и тип линии. Для создания пера используются метод CreatePen .

Кисть представляет собой растровое изображение размером 8х8 пикселей для заполнения различных областей. Различают два варианта понятия кисти: логическая и физическая. Объект GDI задает логическую кисть, которая определяет полный набор свойств: цвет, стиль и т.п., - указываемых при ее создании. Возможно, не все эти свойства могут быть реализованы на данном компьютере. Свойства физической кисти реально воспроизводятся физическими устройствами. Они являются наиболее близким реализуемым приближением к свойствам логической кисти.

Различают четыре вида логических кистей, для создания которых используются различные методы:

  • Для создания сплошной кисти, все пиксели которой одного цвета, используется метод CreateSolidBrush .
  • Стандартные кисти уже имеются в операционной системе (таких кистей 7). Чтобы их создать, используется метод CreateStockBrush. Этот метод на самом деле создает только объект класса CBrush. Сама кисть берется готовой из операционной системы.
  • Штриховые кисти имеют цвет и штриховой рисунок. Имеется 6 видов рисунка. Кисти создаются такими методами CreateHatchBrush и GreateSysColorBrush.
  • Шаблонные кисти могут иметь произвольный рисунок, задаваемый растровым изображением (BMP), либо аппаратно-независимым растровым изображением (DIB). Для создания кисти используются методы CreatePatternBrush, CreateDIBPatternBrush.

Растровое изображение представляет собой объект, инкапсулирующий прямоугольную область, состоящую из пикселов. Создав такой объект, можно затем задавать в этой области любое изображение, а также считывать и записывать ее в файл и производить с ней другие действия.

Палитры появились потому, что многие типы мониторов физически могут воспроизводить очень много цветов, а видеокартам не хватает видеопамяти, чтобы поддерживать все цвета одновременно. Например, монитор воспроизводит сотни тысяч цветов, а видеокарта отводит для одного пиксела байт и тем самым может хранить 256 цветов для окраски одной точки. Для более полного использования возможностей монитора и существуют палитры. Они сопоставляют цвета числам от 0 до 2 n -1, которые могут храниться в ячейке, отведенной для одного пиксела.

В Windows различают понятия физической и логической палитры . Логическая предназначена для работы самого приложения. Программист не ограничен в выборе палитры. Два приложения могут использовать две различные палитры и осуществлять вывод на один и тот же экран. При этом физическая, естественно, может быть установлена только одна.

Когда нужного цвета логической палитры нет в физической, Windows пытается добавить его, а если это невозможно, коммутирует этот цвет логической палитры с наиболее близким цветом физической.

Для создания палитры используются методы CreatePalette и CreateHalftonePalette. Созданную палитру можно изменить методом SetPaletteEntries.

В Windows существует еще один способ управления цветом - макросом RGB . Он задает функцию, возвращающую значение типа COLORREF. У нее три параметра, задающий красный, зеленый и голубой компонент устанавливаемого цвета. Каждый компонент может принимать значения от 0 до 255. Итоговый цвет получается смешением красного, зеленого и синего цветов в соответствующих пропорциях.

GDI-атрибуты контекста устройства

Значениями ряда атрибутов контекста устройства являются объекты GDI. Как отмечалось ранее, в вызовах методов, рисующих фигуры на экране, многие параметры не указываются, а берутся из атрибутов контекста устройства. Чтобы эти параметры отличались от установленных в контексте устройства по умолчанию, необходимо:

  • Сохранить старое значение атрибута.
  • Установить новое.
  • Выполнить необходимые действия.
  • Восстановить старое значение атрибута.

Последовательность этих действий иллюстрируется примером:

	void CMyView::OnDraw(CDC* pDC)
	{
		CPen Pen;
		if(Pen.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(0,0,0))
		{
			// сохранение старого и установление нового значения атрибута

			CPen* pOldPen=pDC->SelectObject(&Pen);
			// выполнение необходимых действий

			pDC->MoveTo(....); pDC->LineTo(....);
			// восстановление старого значения атрибута

			pDC->SelectObject(pOldPen);
		}
	}

Метод SelectObject в качестве результата возвращает указатель на текущее перо и делает текущим перо, указанное в качестве параметра метода.

Методы для рисования линий и фигур

Пикселы

Для установки цвета пикселя с логическими координатами (x,y) используются метод SetPixel. Получить значение цвета пикселя можно методом GetPixel.

Цвет задается функцией RGB. Как уже отмечалось выше, если в физической палитре нет данного цвета, задаваемого фактическим параметром, Windows устанавливает наиболее близкий цвет. Он-то и возвращается методом SetPixel . Следует также отметить, что, хотя координаты являются логическими, устанавливается цвет только одного пикселя, даже если единица измерения для текущей системы координат иная.

Линии

Прежде, чем описывать методы для рисования линий, рассмотрим два важных для них атрибута контекста устройства.

Первый называют текущим пером . Его значением является перо как объект GDI. Любая линия (в том числе и ограничивающая фигуру) рисуется пером. Если метод не содержит явного параметра, задающего перо, то для рисования берется текущее перо, которое можно установить методом SelectObject. Или, если в качестве параметра передать одну из констант BLACK_PEN, NULL_PEN, WHITE_PEN, то методом SelectStockObject

Второй важный атрибут - текущая позиция пера. Чтобы изменить координаты текущей позиции пера, используются метод MoveTo. Чтобы нарисовать прямую линию от текущей позиции пера до нужной точки с логическими координатами (x,y), используется метод LineTo . После выполнения метода LineTo заданная в нем точка становится текущей позицией пера.

Если имеется массив точек и требуется соединить линией каждую следующую точку с предыдущей, можно использовать метод PolyLine, в котором первый параметр - указатель на массив элементов типа POINT, а второй равен количеству точек. При выполнении этого метода текущая позиция пера не изменяется.

Следующий метод аналогичен PolyLine за исключением того, что он устанавливает текущую позицию пера равной последней точке массива – PolyLineTo.

Если же требуется соединить между собой все точки, содержащиеся в массиве, можно вызвать метод PolyPolyline .

Фигуры

В Visual C++ имеются методы для рисования: прямоугольника ( Rectangle ); эллипса ( Ellipse ); скругленного прямоугольника ( RoundRect ); сегмента эллипса ( Chord ); сектора эллипса ( Pie ); замкнутого многоугольника; составного замкнутого многоугольника.

Для рисования фигур важен атрибут контекста устройства, называемый текущей кистью. Он задает кисть как объект GDI, с помощью которого производится закрашивание внутренней области фигуры. Текущая кисть устанавливается методом SelectObject или SelectStockObject, если в качестве параметра передать одну из констант: BLACK_BRUSH, DKGRAY_BRUSH, GRAY_BRUSH, HOLLOW_BRUSH, LTGRAY_BRUSH, NULL_BRUSH, WHITE _BRUSH.

 

 



  • Главная
  • Новости
  • Новинки
  • Скрипты
  • Форум
  • Ссылки
  • О сайте




  • Emanual.ru – это сайт, посвящённый всем значимым событиям в IT-индустрии: новейшие разработки, уникальные методы и горячие новости! Тонны информации, полезной как для обычных пользователей, так и для самых продвинутых программистов! Интересные обсуждения на актуальные темы и огромная аудитория, которая может быть интересна широкому кругу рекламодателей. У нас вы узнаете всё о компьютерах, базах данных, операционных системах, сетях, инфраструктурах, связях и программированию на популярных языках!
     Copyright © 2001-2024
    Реклама на сайте