Глава 12. Работа с графикой

• Замечание о классе CView
• Атрибуты контекста устройства
• Системы координат
• Объекты GDI
• GDI-атрибуты контекста устройства
• Методы для рисования линий и фигур

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

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.

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 .

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.

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.

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

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.

	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.

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).

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

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

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

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.

• 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.

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.

	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.

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.

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 .

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.