Windows GDI绘图基础与轻量进阶

GDI 是 Graphics Device Interface 的缩写，称为图形设备接口，主要用来绘图，由动态链接库 GDI32.DLL 提供支持。

GDI 就是一个函数库，提供了很多绘图函数（也就是GDI32.DLL 中的导出函数），上节使用的 TextOut 就是其中之一。GDI 非常重要，不但应用程序使用它来绘图，Windows 本身也使用GDI来显示用户界面，比如菜单、滚动条、图标和鼠标指针等。

GDI 基础

这一部分讲解如何绘制简单的图形，而在轻量进阶部分讲解如何美化图形。

1) 绘制矩形

Rectangle 函数可以在窗口上绘制一个矩形，它的原型为：

BOOL Rectangle(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int nLeftRect,  //矩形左上角x坐标
    int nTopRect,  //矩形左上角y坐标
    int nRightRect,  //矩形右下角x坐标
    int nBottomRect  //矩形右下角y坐标
);

示例代码：

case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    Rectangle(hdc, 50, 50, 150, 150);
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果：


注意：坐标的原点都是客户区的左上角。

2) 带圆角的矩形

如果您觉得上面矩形过于方正，那么可以使用 RoundRect 函数，它可以画出带有圆角边框的矩形，原型为：

BOOL RoundRect(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int nLeftRect,  //矩形左上角x坐标
    int nTopRect,  //矩形左上角y坐标
    int nRightRect,  //矩形右下角x坐标
    int nBottomRect,  //矩形右下角y坐标
    int nWidth,  //用来画圆角的椭圆的宽度
    int nHeight  //用来画圆角的椭圆的高度
);

注意：当 nHeight >= nBottomRect 且 nWidth = nRightRect 时，那么绘制出的就是一个圆。

示例代码：

case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    RoundRect(hdc, 20, 20, 150, 150, 25, 25);
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果：

3) 绘制椭圆

Ellipse() 函数可以用来绘制椭圆，它的原型为：

BOOL Ellipse(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int nLeftRect,  //左上角x坐标
    int nTopRect,  //左上角y坐标
    int nRightRect,  //右下角x坐标
    int nBottomRect  //右下角y坐标
);

注意：当 nRightRect - nLeftRect = nBottomRect - nRightRect 时绘制出的是一个圆。

示例代码：

case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    Ellipse(hdc, 20, 20, 180,90);
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果：

4) 绘制直线

绘制直线需要确定起点和终点。

确定起点使用 MoveToEx 函数。MoveToEx 用来指定画笔的起始位置，也就是从哪里开始画，它的原型为：

BOOL MoveToEx(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int x,  //起始位置x坐标
    int y,  //起始位置y坐标
    LPPOINT lpPoint  //指向用于保存当前位置的POINT结构体的指针
);

对于参数 lpPoint，我们并不需要保存当前位置，所以直接指定为 NULL 即可。

注意：win32不再支持 MoveTo，只支持它的扩展函数 MoveToEx。

有了起点，接下来就可以使用 LineTo 函数画直线了。LineTo 函数用于从当前绘图位置向指定点绘制一条直线，它的原型为：

BOOL LineTo(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    int xEnd,  //终点的x坐标
    int yEnd  //终点的y坐标
);

示例代码：

case WM_PAINT:
    hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
    MoveToEx(hdc, 150, 150, NULL); //设定起始点,不保存当前点坐标
    LineTo(hdc,200, 60); //第一条线
    LineTo(hdc, 250, 150); //第二条线
    LineTo(hdc, 150, 150); //第三条线
    EndPaint(hwnd, &ps);
    return 0 ;

运行效果：

GDI 绘图轻量进阶--画笔和画刷

画笔和画刷都用来在画布上绘图。画布就是用来绘画的一块背景，可以有颜色也可以没有，也可以有图案（比如条纹、网格等）；画布可以理解为我们平时作图时使用的纸。

画笔用来画线，可以是封闭的也可以是开放的，比如直线、曲线、圆形、矩形等。

画刷用来填充背景或者一块区域，一般带颜色或图案。

比如画一个矩形，需要先找一块画布，然后用画笔画出矩形的轮廓（线条），再用画刷给矩形区域喷涂上颜色。

画笔与画刷的区别：画笔一般用来画线条，画轮廓；画刷一般用来进行大面积绘制，比如给背景着色，填充画笔画出的一块封闭的区域等。

1) 创建和使用画笔

上面的绘图使用的是Windows的默认画笔，也就是宽度为1个像素，颜色为黑色的画笔。我们也可以创建自己的画笔。

创建画笔的API函数为 CreatePen：

HPEN CreatePen(
    int nPenStyle,  //画笔的样式
    int nWidth,  //画笔的宽度
    COLORREF crColor  //画笔的颜色
);

画笔样式 nPenStyle 有7种取值：
宏定义宏定义对应的值说明PS_SOLID0实线PS_DASH1虚线（段线），要求画笔宽度 <= 1PS_DOT2点线，要求画笔宽度 <= 1PS_DASHDOT3线、点，要求画笔宽度 <= 1PS_DASHDOTDOT4线、点、点，要求画笔宽度 <= 1PS_NULL5不可见PS_INSIDEFRAME6实线，但画笔宽度是向里扩展的
画笔宽度 nWidth 指逻辑宽度。iWidth为 0 则意味着画笔宽度为一个像素。如果画笔样式为点线或者虚线，同时又指定一个大于 1 的画笔宽度，那么Windows将使用实线画笔来代替。

画笔的颜色 crColor 可以直接使用 RGB 颜色。RGB 是一种标准颜色，通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的叠加得到各种不同的颜色。

细心的读者可能已经发现，CreatePen 函数在创建画笔时并没有指定设备环境，也就是说，新创建的画笔与当前设备环境并没有关联，无法使用。

画笔、画刷、字体等被称为GDI对象。你可以将GDI对象理解为工具，可以供 GDI 函数使用。新创建的 GDI 对象必须通过 SelectObject 函数选入设备环境才能使用。

SelectObject 函数将GDI对象与设备环境关联起来，它的原型为：

HGDIOBJ SelectObject(
    HDC hdc,  //设备环境句柄
    HGDIOBJ ho  //GDI对象句柄
);

下面的代码会创建一个红色的画笔，并画出一个三角形：

//窗口过程
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam){
    PAINTSTRUCT ps;
    HDC hdc;
    //定义一个画笔句柄,请定义为静态变量
    static HPEN hPen;
    switch (message){
        case WM_CREATE:
            //创建宽度为2个像素的红色点线画笔，保存句柄到 hPen 变量
            hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(255, 0, 0));
            break;
        case WM_PAINT:
            hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
            //选入画笔到设备环境
            SelectObject(hdc, hPen);
            //绘制三角形
            MoveToEx(hdc, 150, 150, NULL);
            LineTo(hdc,200, 60); //第一条线
            LineTo(hdc, 250, 150); //第二条线
            LineTo(hdc, 150, 150); //第三条线
            EndPaint(hWnd, &ps);
            break;
        case WM_DESTROY:
            //请做好善后工作,处理 WM_DESTROY 消息时删除之前我们创建的一切GDI对象
            DeleteObject(hPen);
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
    }
    return 0;
}

运行效果：


两点注意：
A) 画笔最好在 WM_CREATE 事件中创建，因为当应用程序运行时会频繁地触发 WM_PAINT 事件，比如窗口被覆盖后再显示、窗口被拖动、窗口被拉伸等，每次都需要重新创建画笔，浪费资源，也没有必要。

B) 所有创建的GDI对象，在窗口被关闭时（会触发 WM_DESTROY 事件）都要删除掉，以释放内存。

2) 创建和使用画刷

Windows API 中有两个函数可以用来创建画刷。

CreateSolidBrush 函数可以用来创建一个指定颜色的实心画刷，原型为：

HBRUSH CreateSolidBrush( COLORREF crColor );  // crColor为画刷颜色

CreateHatchBrush 函数可以用来创建一个指定颜色的含有特定阴影样式的画刷，原型为：

HBRUSH CreateHatchBrush(
    int fnStyle,  //画刷样式
    COLORREF crColor  //画刷颜色
);

fnStyle 可以有6种取值：

• HS_BDIGONAL：45度向上，自左至右的阴影(///)
• HS_CROSS：表示水平直线和垂直直线交叉阴影(+++)
• HS_DIAGCROSS：45度交叉阴影(XXX)
• HS_FDIAGONAL：45度向下自左至右的阴影(\\\)
• HS_HORIZONTAL：水平阴影(---)
• HS_VERTICAL：垂直阴影

画刷使用举例：

复制纯文本新窗口

//窗口过程
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam){
    PAINTSTRUCT ps;
    HDC hdc;
    //定义两个画刷,请定义为静态变量
    static HBRUSH hSolidBrush;
    static HBRUSH hHatchBrush;
    switch (message){
        case WM_CREATE:
            //创建蓝色实心画刷，保存句柄到 hSolidBrush 变量
            hSolidBrush = CreateSolidBrush(RGB(0, 0, 255));
            //创建绿色交叉阴影画刷，保存句柄到 hHatchBrush 变量
            hHatchBrush = CreateHatchBrush(HS_DIAGCROSS,RGB(0,255,0));
            break;
        case WM_PAINT:
            hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
            //选入蓝色实心画刷到设备环境
            SelectObject(hdc, hSolidBrush);
            Rectangle(hdc, 0, 0, 200, 100); //绘制矩形
            //选入绿色交叉画刷到设备环境
            SelectObject(hdc, hHatchBrush);
            Ellipse(hdc,0,100,200,200); //绘制椭圆
            EndPaint(hWnd, &ps);
            break;
        case WM_DESTROY:
            //请做好善后工作,处理 WM_DESTROY 消息时删除之前我们创建的一切GDI对象。
            DeleteObject(hSolidBrush);
            DeleteObject(hHatchBrush);
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
    }
    return 0;
}

运行效果：