5. 图形基础.txt

本书介绍了在Microsoft Windows 98、Microsoft Windows NT 4.0和Windows NT 5.0下程序写作的方法

    switch (message)
        
    {
        
    case   WM_SIZE:
        
            cxClient = LOWORD (lParam) ;
        
           cyClient = HIWORD (lParam) ;
        
            return 0 ;
        
        
        
    case   WM_PAINT:
        
            hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;
        
        
        
            MoveToEx (hdc, 0,             cyClient / 2, NULL) ;
        
            LineTo   (hdc, cxClient, cyClient / 2) ;
        
        
        
            for (i = 0 ; i < NUM ; i++)
        
         {
        
                   apt[i].x = i * cxClient / NUM ;
        
                   apt[i].y = (int) (cyClient / 2 * (1 - sin (TWOPI * i / NUM))) ;
        
         }
        
        
        
            Polyline (hdc, apt, NUM) ;
        
            return 0 ;
        
        
        
    case   WM_DESTROY:
        
            PostQuitMessage (0) ;
        
            return 0 ;
        
    }
        
    return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam) ;
        
}
        
这个程序有一个含有1000个POINT结构的数组。随着for循环从0增加到999，结构的x成员设定为从0递增到数值cxClient。结构的y成员设定为一个周期的正弦曲线值，并被放大以填满显示区域。整个曲线的绘制仅仅使用了一个Polyline呼叫。因为Polyline函数是在设备驱动程序层次上实作的，因此它要比呼叫1000次LineTo快得多，结果如图5-5所示。


　



图5-5 SINEWAVE显示
 

边界框函数


下面我想讨论的是Arc函数，它绘制椭圆曲线。然而，如果不先讨论一下Ellipse函数，那么Arc函数将难以理解；而如果不先讨论Rectangle函数，那么Ellipse函数又将难以理解；而如果讨论Ellipse和Rectangle函数，那么我又会讨论RoundRect、Chord和Pie函数。

问题在于，Rectangle、Ellipse、RoundRect、Chord和Pie函数严格来说不是画线函数。没错，这些函数是在画线，但它们同时又填入画刷填入一个封闭区域。这个画刷内定为白色，因此当您第一次使用这些函数时，您可能不会注意到它们不只是画线。严格地说，这些函数属于后面「填入区域」的小节，不过，我还是在这里讨论它们。

上面提到的函数有一个共同特性，即它们都是依据一个矩形边界框来绘图的。您定义一个包含该对象的框，即「边界框(bounding box)」；Windows就在这个框内画出该物件。

这些函数中最简单的就是画一个矩形：

Rectangle (hdc, xLeft, yTop, xRight, yBottom) ;
        
点(xLeft, yTop)是矩形的左上角，(xRight, yBottom)是矩形的右下角。用函数Rectangle画出的图形如图5-6所示，矩形的边总是平行于显示器的水平和垂直边。


　



图5-6 使用Rectangle函数画出的图形
 

以前写过图形程序的程序写作者熟悉图素偏差的问题。有些图形系统画出的图形包含右坐标和底坐标，而有些则只画到（而不包含）右坐标和底坐标。Windows采用后一种方法，不过有一种更简单的方法来思考这个问题。

考虑下面的函数呼叫：

Rectangle (hdc, 1, 1, 5, 4) ;
        
上面我们提到，Windows在边界框内画图。可以将显示器想象成一个网格，其中，每个图素都在一个网格单元内。边界框画在网格上，然后在边界框内画矩形，下面说明了图形画出来时的样子：


　



将矩形和显示区域左上角分开的区域有l个图素宽。
 

我以前提到过，Rectangle严格地说不是画线函数，GDI也填入封闭区域。然而，因为内定用白色填入区域，因此GDI填入区域并不明显。

您知道了如何画矩形，也就知道了如何画椭圆，因为它们使用的参数都是相同的：

Ellipse (hdc, xLeft, yTop, xRight, yBottom) ;
        
用Ellipse函数画出的图形如图5-7所示（加上了虚线构成的边界框）。


　



图5-7 用Ellipse函数画出的图形
 

画圆角矩形的函数使用与函数Rectangle及Ellipse函数相同的边界框，还包含另外两个参数：

RoundRect (hdc, xLeft, yTop, xRight, yBottom,
        
           xCornerEllipse, yCornerEllipse) ;
        
用这个函数画出的图形如5-8所示。


　



图5-8 用RoundRect函数画出的图形
 

Windows使用一个小椭圆来画圆角，这个椭圆的宽为xCornerEllipse，高为yCornerEllipse。可以想象这个小椭圆分为了四个部分，一个象限一个，每个刚好用在矩形的一个角上。xCornerEllipse和yCornerEllipse的值越大，角就越明显。如果xCornerEllipse等于xLeft与xRight的差，且yCornerEllipse等于yTop与yBottom的差，那么RoundRect函数将画出一个椭圆。

在绘制图5-8所示的圆角矩形时，用了下面的公式来计算角上椭圆的尺寸。

xCornerEllipse = (xRight - xLeft) / 4 ;
        
yCornerEllipse = (yBottom- yTop) / 4 ;
        
这是一种简单的方法，但是结果看起来有点不对劲，因为角的弯曲部分在矩形长的一边要大些。要矫正这一问题，您可以让xCornerEllipse与yCornerEllipse的值相等。

Arc、Chord和Pie函数都只要相同的参数：

Arc(hdc, xLeft, yTop, xRight, yBottom, xStart, yStart, xEnd, yEnd) ;
        
Chord       (hdc, xLeft, yTop, xRight, yBottom, xStart, yStart, xEnd, yEnd) ;
        
Pie(hdc, xLeft, yTop, xRight, yBottom, xStart, yStart, xEnd, yEnd) ;
        
用Arc函数画出的线如图5-9所示；用Chord和Pie函数画出的线分别如图5-10和5-11所示。Windows用一条假想的线将(xStart, yStart)与椭圆的中心连接，从该线与边界框的交点开始，Windows按反时针方向，沿着椭圆画一条弧。Windows还用另一条假想的线将(xEnd，yEnd)与椭圆的中心连接，在该线与边界框的交点处，Windows停止画弧。


　



图5-9 Arc函数画出的线
 


　



图5-10 Chord函数画出的线
 


　



图5-11 Pie函数画出的线
 

对于Arc函数，这样就结束了。因为弧只是一条椭圆形的线而已，而不是一个填入区域。对于Chord函数，Windows连接弧线的端点。而对于Pie函数，Windows将弧的两个端点与椭圆的中心相连接。弦与扇形图的内部以目前画刷填入。

您可能不太明白在Arc、Chord和Pie函数中开始和结束位置的用法，为什么不简单地在椭圆的周在线指定开始和结束点呢？是的，您可以这么做，但是您将不得不算出这些点。Windows的方法在不要求这种精确性的条件下，却完成了相同的工作。

程序5-3 LINEDEMO画一个矩形、一个椭圆、一个圆角矩形和两条线段，不过不是按这一顺序。程序表明了定义封闭区域的函数实际上对这些区域进行了填入，因为在椭圆后面的线被遮住了，结果如图5-12中所示。

程序5-3 LINEDEMO
        
LINEDEMO.C
        
/*---------------------------------------------------------
        
  LINEDEMO.C -- Line-Drawing Demonstration Program
        
                          (c) Charles Petzold, 1998
        
----------------------------------------------------------*/
        
#include <windows.h>
        
LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;
        
int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
        
                                  PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
        
{
        
    static TCHAR szAppName[] = TEXT ("LineDemo") ;
        
    HWND          hwnd ;
        
    MSG           msg ;
        
    WNDCLASS      wndclass ;
        
   
        
    wndclass.style        = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
        
    wndclass.lpfnWndProc= WndProc ;
        
    wndclass.cbClsExtra   = 0 ;
        
    wndclass.cbWndExtra = 0 ;
        
    wndclass.hInstance    = hInstance ;
        
    wndclass.hIcon        = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ;
        
    wndclass.hCursor      = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ;
        
    wndclass.hbrBackground= (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH) ;
        
    wndclass.lpszMenuName= NULL ;
        
    wndclass.lpszClassName= szAppName ;
        
   
        
    if (!RegisterClass (&wndclass))
        
    {
        
            MessageBox (NULL, TEXT ("Program requires Windows NT!"),
        
                    szAppName, MB_ICONERROR) ;
        
            return 0 ;
        
    }
        
   
        
    hwnd = CreateWindow (szAppName, TEXT ("Line Demonstration"),
        
                                         WS_OVERLAPPEDWINDOW,
        
                                  CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
        
                           CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
        
                           NULL, NULL, hInstance, NULL) ;