VC++例说Windows窗口、视口以及GDI映射模式

 

在Windows应用程序中，只要进行绘图，就要使用GDI坐标系统。Windows提供了几种映射方式，每一种映射都对应着一种坐标系。例如，绘制图形时，必须给出图形各个点在客户区的位置，其位置用x　和y两个坐标表示，x表示横坐标，y表示纵坐标。在所有的GDI绘制函数中，这些坐标使用的是一种“逻辑单位”。当GDI函数将结果输出送到某个物理设备上时，Windows将逻辑坐标转换成设备坐标（如屏幕或打印机的像素点）。本文讨论了图形环境中的各个映射模式，包括它们是什么，怎么工作的，以及它们真正的含义。
一、窗口、视口以及映射模式基本概念　 
强调一个网上和教科书上没有将清楚但是至关重要的概念：窗口和视口其实是同一块矩形区域，两者坐标系的原点是同一个点。窗口和视口的区别仅仅是单位不同。窗口和视口都不是指显示屏或打印机上的区域，我们看到显示屏上的物体实际上是显示在“设备环境”上的，由于视口(也就是窗口)区域与设备环境的左手坐标系第一象限xoy平面有交集，我们才能看到视口中的物体。窗口的变换和视口的变换的目的是一样的，都是为了将物体显示在设备环境中，只不过由于视口中使用像素作为单位也就是显示屏的设备坐标，所以往往在视口中进行调整dc比较直观一些。

（一）逻辑坐标。逻辑坐标即是世界坐标系下的坐标。逻辑坐标与设备无关，客观世界中的场景可以由世界窗口或视口中进行描述，在窗口中进行描述时使用世界坐标系中的坐标单位也即逻辑坐标，在视口中进行描述使用的是设备坐标。　
（二）设备坐标。图形输出时，Windows将GDI函数中指定的逻辑坐标映射为设备坐标。在屏幕显示的设备坐标系统中，单位以像素点为准，水平值从左到右增大（正方向向右），垂直值从上到下增大（正方向向下）。注意设备坐标系的原点永远不会移动，它们仅仅与物理设备有关。

        设备空间的范围实际显示设备上的矩形区域，通常有三种范围：窗口的客户区（使用BeginPaint 或 GetDC 获取）全窗口（使用GetWindowDC 获取）全屏幕（使用GetDc（0）/ CreateDC 获取）；还有一些特殊的设备空间，如内存设备空间（使用CreateCompatibleDC获取），打印机设备空间，元文件设备空间即（CreateMetaFile）Windows中包括以下3种设备坐标，以满足各种不同需要：　　
　　1、客户区域坐标，包括应用程序的客户区域，客户区域的左上角为（0,　0）。　
　　2、屏幕坐标，包括整个屏幕，屏幕的左上角为（0,　0）。屏幕坐标用在WM_MOVE消息中（对于非子窗口）以及下面的Windows　函数中：CreateWindow　和MoveWindow(都对于非子窗口)、GetMessage、GetCursorPos、GetWindowRect、WindowFromPoint　和SetBrushOrg　中。用函数ClientToScreen和ScreenToClient可以将客户区域坐标转换成屏幕区域坐标，或反之。
　　3、全窗口坐标，包括一个程序的整个窗口，包括标题条、菜单、滚动条和窗口框，窗口的左上角为（0,0）。使用GetWindowDC得到的窗口设备环境，可以将逻辑单位转换成窗口”坐标。

（三）映射模式。映射方式定义了Windows如何将GDI函数中指定的逻辑坐标映射为设备坐标。Windows为了程序员方便，允许程序员在一个假想的空间上（世界坐标系中）绘制图形，这就是逻辑空间，但是最终这些图形还是需要显示到真实的屏幕或打印机，这就是设备空间。此时就会出现一个问题，即如何将逻辑空间中的图形通过怎样的关联适当的显示在屏幕上呢？Windows给出了答案—映射模式，Windows内定了8种映射模式，其中有常用的6种固定的模式（MM_TEXT、MM_LOMETRIC、MM_HIMETRIC、MM_LOENGLISH、MM_HIENGLISH、MM_TWIPS）把逻辑单位及数轴的方向都确定好了，还有2种允许自行定义逻辑单位及数轴方向。这两种模式的区别在于MM_ISOTROPIC要求必须横纵两轴的逻辑单位必须是相等的，而MM_ANISOTROPIC是绝对的自定义，没有任何限制。设备坐标系始终是左手坐标系且以显示区域的左上角的(0,0)点作为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，垂直向下为y轴的正方向。窗口坐标系(就是视口坐标系)是可以自定义的坐标系，其坐标轴和原点都不固定，dc绘图始终是在窗口坐标系中进行。在MM_TEXT映射模式下，窗口坐标系的x轴向右，y轴向下和设备环境的坐标系方向相同，在没有移动窗口坐标系的原点时，窗口坐标系的原点也在设备点(0,0)处。在窗口坐标系的第一象限绘图，图像会显示在设备环境中。这开始给我一种错觉：视口就是设备环境的显示区域。需要明确在MM_TEXT的映射模式下，视口坐标系(画笔)的x轴与设备环境坐标系(显示屏)的x轴平行都是水平向右为正，视口坐标系(画笔)的y轴与设备环境坐标系(显示屏)的y轴平行都是垂直向下为正。此时将dc从世界坐标系的原点(0,0)移动到(X,Y)后，dc绘制的图形会直接显示的设备环境(显示屏)上。

在MM_LOMETRIC、MM_HIMETRIC、MM_LOENGLISH、MM_HIENGLISH、MM_TWIPS的映射模式下，窗口坐标系的x轴向右，y轴向上。所以在窗口的第一象限绘图一般图像不会显示在设备环境上(如窗口的客户区)，因为此时视口（窗口）的第一象限与设备环境的第一象限的交集为空。

映射模式

逻辑单位

增加值

x值

y值

MM_TEXT

像素

右

下

MM_LOMETRIC

0.01 cm

右

上

MM_HIMETRIC

0.001 cm

右

上

MM_LOENGLISH

0.01 in.

右

上

MM_HIENGLISH

0.001 in.

右

上

MM_TWIPS

1/1440 in.

右

上

MM_ISOTROPIC

任意(x = y)

可选

可选

MM_ANISOTROPIC

任意(x != y)

可选

可选

如果您将显示器的像素尺寸设定为1024×768，下表就是Windows NT报告的视口和窗口范围的值。

映像方式

视口范围(x,y)

窗口范围(x,y)

MM_LOMETRIC(1024, -768)(3,200, 2,400)MM_HIMETRIC(1024, -768)(32,000, 24,000)MM_LOENGLISH(1024, -768)(1,260, 945)MM_HIENGLISH(1024, -768)(12,598, 9,449)MM_TWIPS(1024, -768)(18,142, 13,606)

映像方式

逻辑单位

英寸

毫米

MM_LOENGLISH0.01 in.0.010.254MM_LOMETRIC0.1 mm.0.003940.1MM_HIENGLISH0.001 in.0.0010.0254MM_TWIPS1/1400 in.0.0006940.0176MM_HIMETRIC0.01 mm.0.0003940.01

/*--------------------------插入GetDeviceCaps的使用说明Begin-----------------------------

//所有像素数
int pagecx=dc.GetDeviceCaps(HORZRES);
int pagecy=dc.GetDeviceCaps(VERTRES);

//即每英寸点数
short cxInch = dc.GetDeviceCaps(LOGPIXELSX);
short cyInch = dc.GetDeviceCaps(LOGPIXELSY);

// 计算一个设备单位等于多少0.1mm
double scaleX = 254.0 / (double)GetDeviceCaps(dc.m_hAttribDC,LOGPIXELSX);
double scaleY = 254.0 / (double)GetDeviceCaps(dc.m_hAttribDC, LOGPIXELSY);

说明:
主要用到的参数见例子中的:HORZRES,VERTRES,LOGPIXELSX,LOGPIXELSY.总的来说是为了方便控制打印或重画时的控制,如为了定制打印时,一般依据的是物理的长度,而不是像素,而DC一般是用像素的映射模式,所以需要一下转换,上面这个函数就为这种转换设计的.

以上三者的关系通常满足：HORZSIZE = 25.4 * HORZRES/LOGPIXELSX
    HORZSIZE为屏幕水平尺寸（定为度量尺寸，以mm计），HORZRES为水平的像素总数（定为像素大小，平时所说的屏幕分辨率，但在这不这么称呼。这里，分辨率定为“每英寸的像素数”），LOGPIXELSX为逻辑像素（假设的每英寸的像素数，并不是刚才所说的实际的“分辨率”）。因此HORZSIZE也称为逻辑宽度。
    当我们选择“显示”属性里的大字体时，LOGPIXELSX（通常分为96dpi与120dpi）变大了，这样假设原来的字体为10磅，则原来的字体横向所占像素（实际所占的像素数）为10*（1/72）*LOGPIXELSX，现在LOGPIXELSX变大了，则字体所占像素也大了，因此看起来字体大了。如果HORZRES不变的话，则HORZSIZE应该变小。然后这是和Windows有关的，在16位OS中，HORZSIZE值是固定的。
    在XP系统上验证了一下，发现HORZSIZE值与LOGPIXELSX的值也是不变的，如果改变HORZRES的话，则HORZSIZE会发生相应变化，但LOGPIXELSX不变，一直是96。

/*--------------------------插入GetDeviceCaps的使用说明End-----------------------------

这些窗口范围表示包含显示器全部宽度和高度的逻辑单位元数值。320毫米宽的屏幕(MM_HIMETRIC下屏幕宽度的逻辑单位为0.01mm，共32000个间隔，故1024像素实际中对应32000*0.01=320mm)也为1260 MM_LOENGLISH单位或12.6英寸（320除以25.4毫米/英寸）。
首先要明确图形只能在设备环境的坐标系中显示。其次要注意视口范围中，视口坐标系的y轴前面的负号表示改变了画笔dc移动时y轴的方向。对于这五种映像方式，视口范围相当于显示屏沿着x轴向屏幕上方折叠后位于实际显示屏上方的矩形区域，想象一下当前显示屏上面放置了一个同样的大小的虚拟显示屏，dc的y值随dc的上升而增加，dc向上移动然后然后绘制图形将显示在虚拟屏幕中，这个事实有一个有趣的结果。此时要想在设备环境的显示区域显示任何东西，必须使用负的y值才能将画笔移动到真实的显示屏上。

例如下面的程序代码：
void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 dc.SetMapMode(MM_LOMETRIC);

 //dc.TextOut(400,400,"Hello"); //看不到屏幕上的Hello,此时dc画到显示屏上方的虚拟显示屏上了。
 dc.TextOut(400,-400,"Hello"); //可以看出屏幕上的Hello
}

为了使自己保持头脑清醒，您可能想避免这样做。

1）一种解决办法是将逻辑的(0,0)点设为显示区域的左下角，您可以通过呼叫SetViewportOrgEx (hdc, 0, cyClient, NULL) ;（假设cyClient是以像素为单位的显示区域的高度）。此时的坐标系是直角坐标系的右上象限。这相当于将视口的原点从设备环境的左上角移动到左下角，将当前显示屏正上方那个虚拟显示屏向下移动，覆盖掉当前的显示屏区域，此时视口的区域和设备环境显示区域重合，所以视口中的物体能显示到计算机屏幕上。例如下面的程序代码：
void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 GetClientRect(&Recto);
 dc.SetMapMode(MM_LOMETRIC);
 dc.SetViewportOrg(0,Recto.Height());
 dc.TextOut(400,400,"Hello"); //结果与题设的结果相同！
}
2）另一种方法是将逻辑(0,0)点设为显示区域的中心：
SetViewportOrgEx (hdc, cxClient / 2, cyClient / 2, NULL) ;代码如下

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 GetClientRect(&Recto);
 dc.SetMapMode(MM_LOMETRIC);
 dc.SetViewportOrg(Recto.Width()/2,Recto.Height()/2);
 dc.TextOut(400,400,"Hello");
}   现在，我们有了一个真正的4象限笛卡尔坐标系，在x轴和y轴上有相等的按英寸、毫米或twip计算的逻辑单位。
3）您还可以使用SetWindowOrgEx函数来改变逻辑(0,0)点，但是这稍微困难一些，因为SetWindowOrgEx的参数必须使用逻辑单位，先要将(cxClient,cyClient)用DPtoLP函数转换为逻辑坐标。假设变量pt是型态为POINT的结构，下面的代码将逻辑(0,0)点改变到显示区域的中央：
pt.x = cxClient ;
pt.y = cyClient ;
DptoLP (hdc, &pt, 1) ;
SetWindowOrgEx (hdc, -pt.x / 2, -pt.y / 2, NULL) ;代码如下

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 CPoint pt;
 GetClientRect(&Recto);
 dc.SetMapMode(MM_LOMETRIC);
 pt.x = Recto.Width()/2;
 pt.y = Recto.Height()/2;
 DPtoLP(dc,&pt,1);
 dc.SetWindowOrg(-pt.x,-pt.y);
 dc.TextOut(400,400,"Hello"); //结果与2)相同
}

二、MM_ISOTROPIC和MM_ANISOTROPIC映射模式

 1）Isotropic的意思是“同方向性”。 如果想要在使用任意的轴时都保证两个轴上的逻辑单位相同，逻辑坐标系中的圆形在设备环境中现实为圆形，则MM_ISOTROPIC映射方式就是理想的映射方式。这时具有相同逻辑宽度和高度的矩形显示为正方形，具有相同逻辑宽度和高度的椭圆显示为圆。当您刚开始将映射方式设定为MM_ISOTROPIC时，Windows使用与MM_LOMETRIC同样的窗口和视口范围（但是，不要对此有所依赖）。区别在於，您现在可以呼叫SetWindowExt和SetViewportExt来根据自己的偏好改变范围了，然後，Windows将调整范围的值，以便两条轴上的逻辑单位有相同的实际距离。

SetWindowExt（int　Lwidth,　int　Lheight）　//参数的单位为逻辑单位（Logical）；
SetViewportExt（int　Pwidth,　int　Pheight）　//参数的单位为像素（Pixel）；
以x轴为例（y轴类似），逻辑坐标系中的x轴的单位刻度＝|　Pwidth　|　/　|　Lwidth　|表示x轴上一个逻辑单位等于多少个像素。比如我们先通过GetDeviceCap（LOGPIXELSX）获得在我们的显示器上每英寸等于多少个像素，设为p，然后我们将它赋给Pwidth，将Lwidth赋成2，即Pwidth　/　Lwidth＝p　/　2。那么此时逻辑坐标系x轴上的单位刻度就是p　/　2个像素；又由于p个像素是代表一个英寸的，所以此时的逻辑坐标系x轴上的单位刻度同时也是半个英寸。还有一点要注意的是，如果Lwidth与Pwidth同号，逻辑坐标的x轴方向与设备坐标系中的x轴方向相同，否则相反。此外，当使用MM_ISOTROPIC模式时，如果通过计算window与viewport范围的比值得到两个方向的单位刻度值不同，那么将会以较小的那个为准。

 

例如，假设您想要一个「传统的」单象限虚拟坐标系，其中(0,0)在显示区域的左下角，宽度和高度的范围都是从0到2000，并且希望x和y轴的单位具有同样的实际尺寸。以下就是所需的程序：
SetMapMode (hdc, MM_ISOTROPIC) ;
SetWindowExtEx (hdc, 2000, 2000, NULL) ;
SetViewportExtEx (hdc, cxClient, -cyClient, NULL) ;
SetViewportOrgEx (hdc, 0, cyClient, NULL) ;
如果其后用GetWindowExtEx和GetViewportExtEx函数获得了窗口和视端口的范围，可以发现，它们并不是先前指定的值。Windows将根据显示设备的纵横比来调整范围，以便两条轴上的逻辑单位表示相同的实际尺寸。如果显示区域的宽度大于高度（以实际尺寸为准），Windows将调整x的范围，以便逻辑窗口比显示区域视口窄。这样，逻辑窗口将放置在显示区域的左边。代码如下：

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 GetClientRect(&Recto);
  dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC);
  dc.SetWindowExt(2000,2000); //现实中的逻辑坐标系的x轴有2000个单位，y轴也有2000个单位。
  dc.SetViewportExt(Recto.Width(),-Recto.Height()); // Lwidth与Pwidth异号，所以逻辑坐标系的y轴垂直向上
 dc.SetViewportOrg(0,Recto.Height());//将视口原点区域下移到设备环境的左下方，此时窗口中的物体可以显示到设备环境上(显示屏)

  dc.Ellipse(-2000,-2000,2000,2000);
 dc.MoveTo(0,0);
 dc.LineTo(2000,2000);

}

前面给出的程序代码等价的用SetWindowOrg改为：
SetMapMode (MM_ISOTROPIC) ;
SetWindowExtEx (hdc, 2000, 2000, NULL) ;
SetViewportExtEx (hdc, cxClient, -cyClient, NULL) ;
SetWindowOrgEx (hdc, 0, 2000, NULL) ;

在呼叫SetWindowOrgEx中，我们将逻辑点(0, 2000)映像为设备点(0,0)。程序代码如下

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 GetClientRect(&Recto);
  dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC);
  dc.SetWindowExt(2000,2000); //现实中的逻辑坐标系的x轴有500个单位，y轴也有500个单位。
  dc.SetViewportExt(Recto.Width(),-Recto.Height()); // Lwidth与Pwidth异号，所以逻辑坐标系的y轴垂直向上，与设备环境的y轴相反
  dc.SetWindowOrg(0,2000); //将逻辑点(0, 2000)映射为设备点(0,0)，逻辑点(0,0)恰好在设备点(0,cyClient)
  dc.Ellipse(-2000,-2000,2000,2000);
  dc.MoveTo(0,0);
  dc.LineTo(2000,2000);
}

您也许想要使用一个四象限的笛卡尔坐标系，四个方向的坐标尺度可以任意指定，(0,0) 必须居于显示区域的中央。如果您想要每条轴的范围从0到1000，则可以使用以下程序代码：
SetMapMode (hdc, MM_ISOTROPIC) ;
SetWindowExtEx (hdc, 1000, 1000, NULL) ;
SetViewportExtEx (hdc, cxClient / 2, -cyClient / 2, NULL) ;
SetViewportOrgEx (hdc, cxClient / 2, cyClient / 2, NULL) ;

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 GetClientRect(&Recto);
  dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC);
  dc.SetWindowExt(2000,2000); //现实中的逻辑坐标系的x轴有2000个单位，y轴也有2000个单位。
  dc.SetViewportExt(Recto.Width(),-Recto.Height()); // Lwidth与Pwidth异号，所以逻辑坐标系的y轴垂直向上，与设备环境的y轴相反
  dc.SetViewportOrg(Recto.Width()/2,Recto.Height()/2);
  dc.Ellipse(-1000,-1000,1000,1000);
  dc.MoveTo(0,0);
  dc.LineTo(2000,2000);
}

在MM_ISOTROPIC映像方式下，可以使逻辑单位大于像素。例如，假设您想要一种映像方式，使点(0,0)显示在屏幕的左上角，y的值向下增长（和MM_TEXT相似），但是逻辑坐标单位为1/16英寸。以下是一种方法：
SetMapMode (hdc, MM_ISOTROPIC) ;
SetWindowExtEx (hdc, 16, 16, NULL) ;
SetViewportExtEx (hdc, GetDeviceCaps (hdc, LOGPIXELSX),
GetDeviceCaps (hdc, LOGPIXELSY), NULL) ;
SetWindowExtEx函数的参数指出了每一英寸中逻辑单位数。SetViewportExtEx函数的参数指出了每一英寸中实际单位数（像素）。
然而，这种方法与Windows NT中的度量映像方式不一致。这些映射方式使用显示器的像素大小和公制大小。要与度量映像方式保持一致，可以这样做：
SetMapMode (hdc, MM_ISOTROPIC) ;
SetWindowExtEx (hdc, 160 * GetDeviceCaps (hdc, HORZSIZE) / 254,
160 * GetDeviceCaps (hdc, VERTSIZE) / 254, NULL) ;
SetViewportExtEx (hdc, GetDeviceCaps (hdc, HORZRES),
GetDeviceCaps (hdc, VERTRES), NULL) ;

在这个程序代码中，视埠范围设定为按像素计算的整个屏幕的大小，窗口范围则必须设定为以1/16英寸为单位的整个屏幕的大小。GetDeviceCaps以HORZRES和VERTRES为参数，传回以毫米为单位的设备尺寸。如果我们使用浮点数，将把毫米数除以25.4，转换为英寸，然后，再乘以16以转换为l/16英寸。但是，由于我们使用的是整数，所以先乘以160，再除以254。
当然，这种坐标系会使逻辑单位大于实际单位。在设备上输出的所有东西都将映像为按1/16英寸增量的坐标值。当然，这样就不能画两条间隔l/32英寸的水平直线，因为这样将需要小数逻辑坐标。

2）在MM_ANISOTROPIC映射方式下，Windows不对您所设定的值进行调整，这就是说，MM_ANISOTROPIC不需要维持正确的纵横比。使用MM_ANISOTROPIC的一种方法是对显示区域使用任意坐标，就像我们对MM_ISOTROPIC所做的一样。下面的程序代码将点(0,0)设定为显示区域的左下角，x轴和y轴都从0到2000：
SetMapMode (hdc, MM_ANISOTROPIC) ;
SetWindowExtEx (hdc, 2000, 2000, NULL) ;
SetViewportExtEx (hdc, cxClient, -cyClient, NULL) ;
SetViewportOrgEx (hdc, 0, cyClient, NULL) ;
 在MM_ISOTROPIC方式下，相似的程序代码导致显示区域的一部分在轴的范围之外。但是对于MM_ANISOTROPIC，不论其尺度多大，显示区域的右上角总是(2000, 2000)。如果显示区域不是正方形的，则逻辑x和y的单位具有不同的实际尺度。代码如下：
void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 GetClientRect(&Recto);
 dc.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); //和MM_ISOTROPIC进行对比便清楚
 dc.SetWindowExt(2000,2000); //现实中的逻辑坐标系的x轴有2000个单位，y轴也有2000个单位。
 dc.SetViewportExt(Recto.Width(),-Recto.Height()); // Lwidth与Pwidth异号，所以逻辑坐标系的y轴垂直向上
 dc.SetViewportOrg(0,Recto.Height());//将视口原点区域下移到设备环境的左下方，此时窗口中的物体可以显示到设备环境上(显示屏)
 dc.Ellipse(-2000,-2000,2000,2000);
 dc.MoveTo(0,0);
 dc.LineTo(2000,2000);
}

 另一种使用MM_ANISOTROPIC的方法是将x和y轴的单位固定，但其值不相等。例如，如果有一个只显示文字的程序，您可能想根据单个字符的高度和宽度设定一种粗刻度的坐标：
SetMapMode (hdc, MM_ANISOTROPIC) ;
SetWindowExtEx (hdc, 1, 1, NULL) ;
SetViewportExtEx (hdc, cxChar, cyChar, NULL) ;
当然，这里假设cxChar和cyChar分别是那种字体的字符宽度和高度。现在，您可以按字符行和列指定坐标。下面的叙述在距离显示区域左边三个字符，上边二个字符处显示文字：
TextOut (hdc, 3, 2, TEXT ("Hello"), 5) ;

三、窗口、视口以及映射模式的意义

MFC缺省地使用MM_TEXT映射模式，一个逻辑单位等于设备中的一个象素。它是实现“所见即所得”的基础。其实大部分情况下使用像素进行工作是很合适的，不需要使用除了MM_TEXT方式外的任何映射方式。但是如果你需要进行类似CAD这样的绘图时，需要以英寸或者厘米尺寸显示图像，就需要使用其他映射方式，以方便编程。因为只要你把映射方式确定后，你只需要在逻辑空间使用逻辑单位绘制图像就好了，无需担心怎样显示在真实的屏幕或打印机上，这些繁琐的工作Windows会做好的。

这时可能会有人问，要是使用cm作为逻辑单位，Windows是如何确定1cm的真实长度呢？我悄悄地告诉你，“Windows它根本不知道！”，别惊讶，听我接着说，Windows它确实不知道，但是Windows知道像素，这个很重要，它会以像素为依据计算得出1cm的长度（不一定是真实长度）。当程序需要绘制了一个10cm×10cm的矩形时，如果需要显示在打印机上，那么Windows首先通过GetDeviceCaps获取打印机相关信息如每英寸显示320像素（点），而1英寸≈2.54厘米，那么Windows就可以计算出10cm其实就是（320/2.54）*10≈1259.8点。10cm×10cm矩形=1259.8点×1259.8点矩形，打印机上完美的显示了10cm×10cm的矩形没有任何问题，10cm的长度绝对正确，不信你可以用尺子量！

打印机上可以这样做，但是显示器上是不行的，此时Windows给出了一个办法，当然它也是根据人眼的视觉经验，即让显示器每英寸显示96点（正常字体），此时96/2.54≈37.8点，人眼看着很好，但是1cm的长度可能是不真实的。这些不重要，重要的是打印出来绝对正确就好了。 

四、VC++中窗口、视口以及映射模式的应用举例

例1. 验证世界窗口的原点和视口的原点位于同一个点，初始时它们与设备坐标系的原点重合均在客户区的左上角。

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // 绘图的设备上下文
 CRect Recto;
 CPen PenBlue;
 PenBlue.CreatePen(PS_SOLID, 1, RGB(0, 12, 255));

 //dc.SetViewportOrg(100,100);  // Step 1: 仅加上这一句后可以看出,视口原点的下移和客户区的下移

 //dc.SetWindowOrg(-100,-100); // Setp 2: 将Step 1注释掉，加上此句可以得到和Step 1相同的结果
 dc.SelectObject(&PenBlue);
 dc.Ellipse(-100, -100, 100, 100);  //圆心位于屏幕的左上角，仅仅只有圆的四分之一部分（270度到360度的部分）显示在屏幕上。

 dc.MoveTo(0,0);
 dc.LineTo(100,100);
 CPen PenBlack;
 PenBlack.CreatePen(PS_SOLID, 1, BLACK_PEN);
 dc.SelectObject(&PenBlack);

 GetClientRect(&Recto); // 得到客户区域的尺寸，我以前没看出客户区的左上角就是视口的原点，而误以为是设备坐标的原点了。
 dc.MoveTo(Recto.Width() / 2, 0); //dc的移动是参考视口原点画笔的相对移动，注意这里视口的原点（也是窗口原点）并没有移动
 dc.LineTo(Recto.Width() / 2, Recto.Height());
 dc.MoveTo(0, Recto.Height() / 2);
 dc.LineTo(Recto.Width(), Recto.Height() / 2);
}

例2. 验证世界窗口的原点和视口的原点位于同一个点，默认MM_TEXT映射模式下x轴水平向右，y轴垂直向下。其他固定映射模式的使用

void CDemoView::OnPaint()
{
CPaintDC dc(this); // device context for painting

 dc.SetMapMode(MM_TEXT); //读者可以将MM_TEXT换为MM_LOMETRIC等其他的固定映射模式

 dc.SetViewportOrg(380, 220);
 // Use a red pen
 CPen PenRed(PS_SOLID, 1, RGB(255, 0, 0));
 dc.SelectObject(PenRed);
 // A circle whose center is at the origin (0, 0)
 dc.Ellipse(-100, -100, 100, 100);
 // Use a blue pen
 CPen PenBlue(PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 255));
 dc.SelectObject(PenBlue);
 // Horizontal axis
 dc.MoveTo(-380, 0);
 dc.LineTo(380, 0);
 // Vertical axis
 dc.MoveTo(0, -220);
 dc.LineTo(0, 220);
 // An orange pen
 CPen PenOrange(PS_SOLID, 1, RGB(255, 128, 0));
 dc.SelectObject(PenOrange);
 // A diagonal line at 45 degrees
 dc.MoveTo(0, 0);
 dc.LineTo(120, 120); //直线没有在笛卡尔坐标系的45度位置，而是位于笛卡尔坐标系统的第四象限
}

 例3. 自定义映射模式MM_ISOTROPIC的使用

  void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC);
 dc.SetWindowExt(10240,7680);
 dc.SetViewportExt(1024,768);
 dc.Ellipse(-100,-100,100,100); //以客户区左上角(0，0)画出一个半径为10pixels的圆
}其本质就是，X方向，每个逻辑单位有1024/10240个象素，Y方向每个逻辑单位有768/7680个象素。因此以下代码有相同的作用。

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC);
 dc.SetWindowExt(102400,76800);
 dc.SetViewportExt(10240,7680);
 dc.Ellipse(-100,-100,100,100);
}

例4. 自定义映射模式MM_ANISOTROPIC的使用以左上角为原点，X轴和Y轴为1000的坐标

void CDemoView::OnDraw(CDC* pDC)
{
 CDemoDoc* pDoc = GetDocument();
 ASSERT_VALID(pDoc);
 // TODO: add draw code for native data here
 CRect rect;
 GetClientRect(&rect);
 pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC);
 //pDC->SetViewportOrg(0,0); //可以注释掉
 pDC->SetViewportExt(rect.right,rect.bottom);
 pDC->SetWindowOrg(0,0);
 pDC->SetWindowExt(1000,1000);
 
 pDC->MoveTo(50,50);
 pDC->LineTo(50,950);
 pDC->LineTo(950,950);
 pDC->LineTo(50,50);
}

代码分析：
1. GetClientRect(&rect); 取得客户区矩形区域，将其存放在rect中
2. 用pDC->SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); 设置映射模式
3. 通过pDC->SetViewportOrg(0,0);设置逻辑坐标的原点。
4. 通过pDC->SetViewportExt(rect.right,rect.bottom);和
pDC->SetWindowExt(1000,1000);来确定逻辑坐标下和设备坐标下的尺寸对应关系
5. 在MM_ANISOTROPIC模式下，X轴单位和Y轴单位可以不相同
6. 坐标方向的确定方法是如果逻辑窗范围和视口范围符号相同，则逻辑坐标的方向和视口的方向相同，即X轴向右为正，Y轴向下为正。
7. 如果将显示模式改为MM_ISOTROPIC，那么X轴单位和Y轴单位一定相同，感兴趣的读者可以自己使一下。
例5.绘制点状网格

void CDemoView::OnPaint()
{
 CPaintDC dc(this); // device context for painting
 CRect Recto;
 GetClientRect(&Recto);
 CBrush bgBrush(BLACK_BRUSH);
 
 dc.SelectObject(bgBrush);
 dc.Rectangle(Recto);
 for(int x = 0; x < Recto.Width(); x += 20)
 {
  for(int y = 0; y < Recto.Height(); y += 20)
  {
   dc.SetPixel(x, y, RGB(255, 255, 255));
  }
 }
}注意屏幕闪的厉害时，可以添加如下代码

BOOL CDemoView::OnEraseBkgnd(CDC* pDC)
{
 return TRUE;
}