Рисование геометрических фигур

В этом разделе мы расскажем вам об использовании функций, предназначенных для рисования точек, линий, окружностей и других геометрических фигур.

Несмотря на то, что в программном интерфейсе GDI имеется функция SetPixel , позволяющая нарисовать один пиксел, не следует думать, что рисование линии или окружности сводится к многократному вызову этой функции. Если бы это было так, процесс рисования занимал бы очень много времени. На самом деле многие из функций рисования выполняются драйвером или даже аппаратурой видеоконтроллера, что значительно ускоряет вывод.

С помощью функции GetDeviceCaps приложение может определить, поддерживает ли драйвер ту или иную функцию рисования.

Первый параметр функции hdc задает контекст устройства, для которого необходимо получить информацию о его возможностях.

Второй параметр iCapability определяет параметр устройства, значение которого необходимо получить.

Приведем список значений для второго параметра функции GetDeviceCaps, с помощью которых можно определить, какие операции рисования выполняет драйвер устройства вывода.

Имя константы	Описание
LINECAPS	Способности устройства рисовать линии. Возвращаемое значение представляет собой набор битовых масок, установленных в 1, если устройство может само рисовать линии различного типа:LC_INTERIORS устройство может закрашивать внутреннюю область;LC_MARKER маркеры;LC_NONE устройство не может рисовать линии;LC_POLYLINE ломаные линии;LC_POLYMARKER линии polymarker;LC_STYLED устройство может рисовать линии с использованием различных стилей (штриховые, пунктирные, штрих пунктирные и т.д.);LC_WIDE широкие линии;LC_WIDESTILED устройство может рисовать широкие линии с использованием различных стилей (штриховые, пунктирные, штрих-пунктирные и т. д.)
CURVECAPS	Способность устройства рисовать различные кривые линии и геометрические фигуры. Возвращаемое значение представляет собой набор битовых масок, установленных в 1, если устройство может само рисовать различные фигуры:CC_CIRCLES окружности;CC_CHORD сегмент эллипса;CC_ELLIPSES эллипсы;CC_INTERIORS устройство может закрашивать внутреннюю область геометрических фигур;CC_NONE устройство не может рисовать кривые линии и геометрические фигуры;CC_PIE секторы эллипса;CC_ROUNDRECT прямоугольники со скругленными углами;CC_STYLED устройство может рисовать рамки с использованием различных стилей (штриховые, пунктирные, штрих-пунктирные и т.д.);CC_WIDE широкие рамки;CC_WIDESTYLED устройство может рисовать широкие рамки с использованием различных стилей (штриховые, пунктирные, штрих-пунктирные и т. д.)
POLYGONALCAPS	Способности устройства рисовать многоугольники. Возвращаемое значение представляет собой набор битовых масок, установленных в 1, если устройство может само рисовать многоугольники различного типа:PC_INTERIORS устройство может закрашивать внутреннюю область;PC_NONE устройство не может рисовать многоугольники;PC_RECTANGLE прямоугольники;PC_SCANLINES устройство может выполнять сканирование линий растра;PC_STYLED устройство может рисовать рамки с использованием различных стилей (штриховые, пунктирные, штрих-пунктирные и т. д.);PC_WIDE широкие рамки;PC_WIDESTILED устройство может рисовать широкие рамки с использованием различных стилей (штриховые, пунктирные, штрих-пунктирные и т. д.)PC_WINDPOLYGON многоугольники с заполнением в режиме WINDING

Для приложения не имеет особого значения, кто именно будет рисовать - видеоконтроллер, драйвер или GDI. Запрос на рисование, например, эллипса, будет выполнен, даже если соответствующая операция не поддерживается драйвером. В последнем случае эллипс будет нарисован самим GDI с использованием более примитивных операций, но процесс рисования займет больше времени.

Учитывая сказанное выше, не следует строить работу приложений таким образом, чтобы периодичность вывода или скорость работы приложения зависела от скорости рисования (подобная практика не приветствуется и при создании программ для MS-DOS, вспомните, как ведут себя старые игры, разработанные для процессора 8088, на компьютерах с процессорами i80386 или i486). Современные видеоадаптеры сконструированы таким образом, что большинство основных операций рисования, используемых в операционной системе Windows, выполняются аппаратно. Эти видеоадаптеры иногда называются ускорителями Windows. Скорость рисования для ускорителя Windows может превышать в десятки раз скорость рисования для обычного адаптера VGA или SVGA.

Результат рисования геометрических фигур зависит от установки таких атрибутов контекста, как ширина, цвет и стиль линии (определяются выбранным в контекст отображения пером), способ закраски замкнутых фигур (определяется выбранной в контекст отображения кистью), цвета фона, прозрачностью фона (прозрачный режим TRANSPARENT и непрозрачный режим OPAQUE ), режимом рисования, режимом закрашивания, областью ограничения, режимом отображения, т. е. практически от всех атрибутов контекста отображения. Поэтому при описании функций мы будем попутно описывать способы изменения атрибутов контекста отображения, влияющих на результат их выполнения.

Работа с цветовыми палитрами и битовыми изображениями будут рассмотрены позже в отдельных разделах, так как эти вопросы далеко не тривиальны и поэтому заслуживают отдельного обсуждения.

Итак, перейдем непосредственно к описанию функций рисования геометрических фигур.

Рисование точки

Функция рисования точки SetPixel устанавливает цвет точки с заданными координатами:

COLORREF WINAPI SetPixel( HDC hdc, // контекст отображения int nXPos, // x-координата точки int nYPos, // y-координата точки COLORREF clrref); // цвет точки

Установка первых трех параметров этой функции не должна вызывать у вас никаких затруднений. Параметр hdc определяет контекст отображения, для которого необходимо изменить цвет точки. Параметры nXPos и nYPos определяют координаты точки в системе координат, которая зависит от установленного для контекста hdc режима отображения.

Последний параметр clrref определяет новый цвет точки. О том, как "раскрасить" окно приложения, вы узнаете из третьей главы нашей книги. Тем не менее мы опишем самый простой способ для функции SetPixel.

В файле windows.h есть описание макрокоманды RGB , позволяющей сконструировать цвет в формате COLORREF из отдельных компонент красного (r), зеленого (g) и голубого (b) цвета:

#define RGB(r,g,b) \ ((COLORREF)(((BYTE)(r)|((WORD)(g)<<8)) | \ (((DWORD)(BYTE)(b))<<16)))

Вы можете использовать эту макрокоманду совместно с функцией SetPixel для установки, например, красного цвета точки, расположенной в начале системы координат (0,0), следующим образом:

SetPixel(hdc, 0, 0, RGB(0xff, 0, 0));

Три параметра макрокоманды RGB позволяют задать любой из примерно 16 млн. цветов и оттенков, однако это не означает, что вы получите на экране точно такой цвет, какой был задан при помощи этой макрокоманды. Скорее всего вы сможете воспользоваться одним из 20 системных цветов. Причины этого вы узнаете в третьей главе. Там же мы расскажем о том, как в некоторых случаях можно расширить используемую гамму цветов.

Функция SetPixel возвращает цвет, который фактически был использован для рисования точки. Как мы только что заметили, возвращенное значение может отличаться от заданного параметром clrref. В случае ошибки оно будет равно -1.

Функция GetPixel позволяет узнать цвет точки, заданной идентификатором контекста отображения и координатами:

COLORREF WINAPI GetPixel(HDC hdc, int nXPos, int nYPos);

С помощью следующих трех макрокоманд, определенных в файле windows.h, вы можете определить отдельные цветовые компоненты для значения, возвращаемого функциями SetPixel и GetPixel:

#define GetRValue (rgb) ((BYTE)(rgb))#define GetGValue (rgb) ((BYTE)(((WORD)(rgb)) >> 8))#define GetBValue (rgb) ((BYTE)((rgb)>>16))

Функции SetPixel и GetPixel используются достаточно редко, так как для построения графических изображений есть более мощные функции.

Рисование линий

Приложения Windows могут рисовать прямые и ломаные линии, а также дуги эллипса (и окружности, как частного случая эллипса). Параметры этих линий определяются несколькими атрибутами контекста отображения. Это режим отображения, влияющий на используемую систему координат, цвет фона, режим фона (прозрачный или непрозрачный), режим рисования, цветовая палитра (в режимах, использующих цветовую палитру), перо (может иметь различный цвет, толщину и стиль).

Текущая позиция пера

Для рисования прямых линий (и только для этого) в контексте отображения хранятся координаты текущей позиции пера . Для изменения текущей позиции пера в Windows версии 3.1 есть две функции с именами MoveTo и MoveToEx . Для совместимости с 32-разрядными версиями Windows, такими, как Windows NT, в новых приложениях следует использовать функцию MoveToEx:

BOOL WINAPI MoveToEx( HDC hdc, // идентификатор контекста отображения int x, // x-координата int y, // y-координата POINT FAR* lppt); // указатель на структуру POINT

Для контекста отображения hdc эта функция устанавливает текущую позицию пера, равную (x,y). В структуру типа POINT, на которую указывает параметр lppt, после возврата из функции будут записаны старые координаты пера.

Функция MoveToEx возвращает TRUE при нормальном завершении или FALSE при ошибке.

Чтобы узнать текущую позицию пера, приложение может использовать функцию GetCurrentPositionEx :

BOOL WINAPI GetCurrentPositionEx(HDC hdc, POINT FAR* lppt);

После вызова этой функции текущая позиция пера будет записана в структуру типа POINT, на которую указывает параметр lppt. Функция GetCurrentPositionEx возвращает TRUE при нормальном завершении или FALSE при ошибке.

Рисование прямой линии

Для того чтобы нарисовать прямую линию, приложение должно воспользоваться функцией LineTo :

BOOL WINAPI LineTo(HDC hdc, int xEnd, int yEnd);

Эта функция рисует линию из текущей позиции пера, установленной ранее функцией MoveTo или MoveToEx, в точку с координатами (xEnd,yEnd). После того как линия будет нарисована, текущая позиция пера станет равной (xEnd,yEnd).

Функция LineTo возвращает TRUE при нормальном завершении или FALSE при ошибке.

Таким образом, для того чтобы нарисовать прямую линию, приложение должно сначала с помощью функции MoveToEx установить текущую позицию пера в точку, которая будет началом линии, а затем вызвать функцию LineTo, передав ей через параметры xEnd и yEnd координаты конца линии.

Особенностью функции LineTo является то, что она немного не дорисовывает линию - эта функция рисует всю линию, не включая ее конец, т. е. точку (xEnd,yEnd). Это иллюстрируется на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Рисование прямой линии

Если вас не устраивает необходимость пользоваться двумя функциями для рисования линии, вы можете создать свою собственную, например такую:

BOOL DrawLine(HDC hdc, int x1, int y1, int x2, int y1){ POINT pt; MoveToEx(hdc, x1, y1, &pt); return LineTo(hdc, x2, y2);}

Преимущества использования отдельных функций для установки текущей позиции и для рисования линии из текущей позиции в заданную точку с последующим изменением текущей позиции проявляются при рисовании ломаных линий. В этом случае вы можете только один раз установить текущую позицию пера на начало ломаной линии и в дальнейшем вызывать только функцию LineTo, передавая ей координаты точек излома линии. Однако для рисования ломаных линий (если известны координаты всех точек излома) больше подходит функция Polyline, которую мы рассмотрим в следующем разделе.

Рисование ломаной линии

Функции Polyline , предназначенной для рисования ломаных линий, следует передать идентификатор контекста отображения hdc, указатель lppt на массив структур POINT, в котором должны находится координаты начала ломаной линии, координаты точек излома и координаты конца ломаной линии, а также размер этого массива cPoints:

BOOL WINAPI Polyline( HDC hdc, // идентификатор контекста отображения const POINT FAR* lppt,// указатель на массив структур POINT int cPoints); // размер массива

Функция Polyline возвращает TRUE при нормальном завершении или FALSE при ошибке. Она не использует текущую позицию пера и не изменяет ее.

Если ломаная линия не замкнута, ее последняя точка не рисуется (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Рисование ломаной линии

Рисование дуги эллипса

К сожалению, возможности рисования кривых линий при помощи функций GDI ограничены - единственная функция Arc позволяет нарисовать дугу эллипса или окружности:

BOOL WINAPI Arc( HDC hdc, // идентификатор контекста отображения int nxLeft, int nyTop, // верхий левый угол int nxRight, int nyBottom, // правый нижний угол int nxStart, int nyStart, // начало дуги int nxEnd, int nyEnd); // конец дуги

Первый параметр этой функции определяет контекст отображения, в котором будет нарисована дуга. Для объяснения назначения остальных параметров обратимся к рис. 2.13.

Рис. 2.13. Рисование дуги эллипса

Параметры (nxLeft,nyTop) и (nxRight,nyBottom) задают координаты, соответственно, верхнего левого и правого нижнего углов воображаемого прямоугольника, в который вписан эллипс.

Начало дуги эллипса определяется пересечением эллипса с воображаемой прямой линией, проведенной из центра эллипса (xC,yC) в точку (xStart,yStart).

Конец дуги определяется аналогично - как пересечение эллипса с воображаемой прямой линии, проведенной из центра эллипса в точку (xEnd,yEnd).

Дуга рисуется в направлении против часовой стрелки.

Координаты центра эллипса (если это потребуется) можно вычислить следующим образом:

xC = (nxLeft + nxRight) / 2;yC = (nyTop + nyBottom) / 2;