Windows 程式設計/GDI 和繪圖

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本頁將討論使用 Windows GDI 庫進行圖形和繪圖。

GDI 是 Windows 的原始圖形 API。但是，DirectX 圖形基礎架構現在推薦用於其改進的 GPU 函式使用、alpha 混合和抗鋸齒^[1]。

裝置上下文

裡面有什麼？以及它們的預設值

GDI 物件（每種型別一個）		Windows 版本	設定函式	獲取函式
畫筆	零寬度黑色畫筆（表示在任何縮放比例下 1 畫素寬度）	2	SelectObject（SelectPen、SelectBrush、SelectFont）	GetCurrentObject
畫刷	白色實心畫刷	2
字型	系統預設字型	2
調色盤	系統預設調色盤（見下文）	3	SelectPalette
顏色空間	?	4	SetColorSpace
目標點陣圖（不適用於元檔案上下文）	取決於建立 DC 的函式	2	SelectObject（SelectBrush）
裁剪區域	取決於建立 DC 的函式	2	SelectObject（SelectBrush）	GetClipRgn（GetClipBox）
數字
對映模式、縮放和偏移量	1 單位 = 1 畫素，原點 = 左/上	2	Get/Set MapMode、WindowOrgEx、WindowExtEx、ViewportOrgEx、ViewportExtEx
變換矩陣（旋轉、剪下、縮放、偏移量）	平等	4	SetWorldTransform、ModifyTransform	GetWorldTransform
文字顏色，也用於涉及 blt 操作的黑白	黑色	2	SetTextColor	GetTextColor
背景顏色，用於文字 / 網格畫刷 / 虛線背景和一些 blt 操作	白色	2	SetBkColor	GetBkColor
斜接限制（銳利多邊形角的裁剪）	10.0F（線寬的十倍）	4	SetMiterLimit	GetMiterLimit
畫刷原點（用於對齊圖案畫刷）	0/0	2	SetBrushOrgEx	GetBrushOrgEx
列舉和布林開關
啟用高階 GDI 函式	否	4	SetGraphicsMode	GetGraphicsMode
複雜多邊形內或外（PolyFillMode）	交替規則	2	SetPolyFillMode	GetPolyFillMode
文字對齊	頂部/左側	2	SetTextAlign	GetTextAlign
文字 / 網格畫刷 / 虛線輸出是否具有不透明背景顏色	有背景	2	SetBkMode	GetBkMode
點陣圖在 blt 操作中如何拉伸	?	3	SetStretchBltMode	GetStretchBltMode
畫筆 / 畫刷和表面如何組合（布林運算）	複製畫筆	2	SetROP2	GetROP2
其他
路徑（準備好的線）	空路徑	4	BeginPath、EndPath ...	-
上下文堆疊	空	2	SaveDC	RestoreDC

待續...

畫刷物件

Windows 使用畫刷來繪製顏色並使用預定義的圖案填充區域。畫刷的最小尺寸為 8X8 畫素，並且與畫筆類似，具有三個基本特徵：大小、圖案和顏色。由於其 8X8 畫素的最小尺寸，畫刷被認為具有圖案，而不是像畫筆那樣的樣式。圖案可以是實色、網格、對角線或任何其他使用者定義的組合，甚至是點陣圖圖案。

case WM_PAINT:
{
    /* This will paint a red rectangle */
    HDC holdBrush; 
    HDC hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    HBRUSH hBrush = CreateSolidBrush(RGB(255,0,0));

    holdBrush = SelectObject(hdc, hBrush);
    Rectangle(hdc, 10, 10, 100, 100);

    DeleteObject(hBrush);
    /* Memory management has been omitted for brevity */
    EndPaint(hwnd, &ps); 
    break; 
}

畫刷物件背後是什麼？

在建立時，請參見 LOGBRUSH 結構	修改
顏色（RGB 顏色，可以在實現時進行抖動）	SetDCBrushColor
樣式（實心、網格或點陣圖）	-
點陣圖（對於點陣圖樣式）	-
實現時的隱藏欄位
引用裝置上下文（跟蹤實現是否仍然有效）	UnrealizeObject
裝置相關，可能是抖動的點陣圖，通常為 8x8 尺寸	-

請注意，點陣圖圖案畫刷的行為與網格畫刷不同，即使點陣圖看起來像網格。網格畫刷是透明的，而點陣圖畫刷是不透明的。如果使用黑白點陣圖，黑色將被替換為裝置上下文的文字顏色，白色將被替換為背景顏色。（這正是 BitBlt() 的行為。）SetBkMode() 不會起作用。但是，DC 的 ROP2 會起作用。

畫筆物件

畫筆用於建立繪製的形狀周圍的邊框。

可見欄位，請參見 LOGPEN 結構	Windows 版本	修改
寬度，以水平(!) 邏輯單位表示，0 = 1 畫素	2	-
樣式（實心或某種點線）	2	-
使用者點線樣式（對於使用者選擇的樣式）	4	-
顏色	2	SetDCPenColor
畫刷（內容：見上文）	4	-
幾何/裝飾標誌	4	-
提示如何繪製線端	4	-
提示如何繪製線連線	4	-
隱藏欄位
引用裝置上下文（跟蹤其他隱藏欄位的有效性）	2	UnrealizeObject？
以裝置畫素表示的寬度	2	-
給定顏色的調色盤索引	2	-
用於填充寬線的裝置相關點陣圖	2	-

導致寬度大於 1 裝置畫素（而不是邏輯單位）的線將作為具有繞線規則的多邊形繪製。線顏色永遠不會進行抖動，除非使用具有實心畫刷的 ExtCreatePen。

字型物件

字型用於以各種樣式和尺寸顯示文字和符號。Windows 2（非常基本）、3.1（引入 TrueType）和 4+（Unicode；世界變換旋轉和映象；傾斜度可能與旋轉不同）之間的字型管理存在內部較大差異。

請參見 LOGFONT 結構以瞭解可見欄位。

隱藏欄位包括

引用裝置上下文
裝置相關點陣圖字體表示

因此，將字型選擇到裝置上下文（SelectObject）可能很耗時，尤其是對於大型亞洲字型和大型字型尺寸，需要從 TrueType 模板中“繪製”所有字形到點陣圖中。此外，與所有 GDI 物件一樣，最好不要在一個上下文之間選擇一個物件，因為使隱藏檔案失效可能是一個耗時的過程。請注意，任何 GDI 物件都不能選擇到多個 DC 中。

基本繪圖

在 Windows 中，繪圖通常由 WM_PAINT 訊息處理。以下是繪製紅色正方形的示例

case WM_PAINT:
{
	PAINTSTRUCT ps;
	BeginPaint(hwnd, &ps);
	
	// RECT defines the upper-left and lower-right corners of a rectangle
	RECT rectangle = {50, 50, 250, 250};
	HBRUSH hbr = CreateSolidBrush(RGB(125, 0, 0));
	
	FillRect(ps.hdc, &rectangle, hbr);
	
	DeleteObject(hbr);
	EndPaint(hwnd, &ps);
}
break;

首先，我們建立 PAINTSTRUCT 變數 ps。這是一個包含有關繪畫操作的資訊的資料結構。下一行呼叫 BeginPaint。這將初始化 ps，然後用相關資訊填充它。對於此示例，我們只需要 ps 的 hdc 成員。這是一個指向我們視窗裝置上下文的控制代碼。接下來，我們建立一個矩形。這包含我們要繪製此矩形的左上角和右下角座標。座標相對於視窗客戶區的左上角。我們還必須建立一個畫刷，否則 Windows 將不知道要使用什麼顏色來繪製矩形。最後，我們呼叫 FillRect，並傳遞引數 ps.hdc、指向 rectangle 的指標和 hbr（我們的畫刷）。這會將矩形直接繪製到我們視窗的裝置上下文，然後從那裡繪製到螢幕上。在每次繪畫操作後，都需要清理我們使用的任何 GDI 物件，在本例中為 hbr 和 ps。

高階提示

由於 Windows 應該響應 WM_PAINT 和 WM_PRINTCLIENT，因此編寫 WM_PAINT 處理程式的一般規則如下

case WM_PRINTCLIENT: OnPaint((HDC)wParam, NULL); break;

case WM_PAINT: {
  PAINTSTRUCT ps;
  BeginPaint(hwnd, &ps);
  OnPaint(ps.hdc, &ps.rcPaint);	// It's a good idea to manage the update area. Other PAINTSTRUCT fields are of less usefulness.
  EndPaint(hwnd, &ps);
}break;

// Somewhere else
void OnPaint(HDC dc, RECT* rcUpdate) {
 ...
}