GDI+ for VCL基础 -- 画笔

        本文为GDI+ for VCL基础系列文章之一，主要供GDI+初学者入门参考，例子使用GDI+版本下载地址和说明见《GDI+ for VCL基础 -- GDI+ 与 VCL》。如有错误或者建议请来信：[email protected] 

        GDI+ 提供了很多绘图方法，如直线、曲线、圆弧、矩形、椭圆、扇形、多边形以及路径线条等，这些图形都需要使用GDI+ 画笔对象。

        GDI+ for VCL提供了画笔类TGpPen，TGpPen提供了2个构造方法，一个以TARGB颜色（BCB中为TGpColor类）建立画笔，另一个则以GDI+ 画刷类（TGpBrush）对象建立画笔，实际上，GDI+画笔都是建立在GDI+画刷对象基础上的，以颜色建立画笔， 其实就是以实色刷类TGpSoLidBrush对象建立画笔，所以下面建立的2种画笔是完全等价的，不过第一种方法更简单、方便些而已：

  pen : =  TGpPen.Create(kcRed);       //  以颜色建立画笔
  brush : =  TGpSoildBrush.Create(kcRed);
  pen : =  TGpPen.Create(brush);        //  以实色画刷建立画笔

通过TGpPen.PenType可以得到画笔的类型TPenType，实际也就是建立画笔的画刷类型，其定义如下：

TPenType = (ptSolidColor, ptHatchFill, ptTextureFill, ptPathGradient, ptLinearGradient);

进一步，通过TGpPen.Brush属性，可以得到画笔内部的画刷（GDI+ for VCL的各种画刷我已经在前面几篇文章中作了介绍）。

        下面将TGpPen同VCL的画笔类TPen进行比较，相较TGpPen而言，TPen对象更简单，只相当于以实色画刷对象建立的TGpPen对象。二者（指TPen对象和TGpPen的实色笔对象）都可以设置画笔颜色、宽度和线条式样（TPen多一个psClear，可以做清除；而TGpPen多一个dsCustom，可以自定义线条式样）；不同的有：TPen有个Mode属性，可以用来设置笔的作图方式，而TGpPen没有类似属性和方法，所以某些地方不太方便，如鼠标拖曳时的橡皮筋线条，TGpPen对象就没法直接画出这种效果，好在在VCL中使用GDI+的同时，也可使用TPen对象，弥补了这个缺陷；TGpPen可以设置线的对齐方式和复合钢笔（可同时绘制多条平行线）和线帽，还可进行画笔的几何变换，而TPen无这些功能，加之前面所说的TGpPen可以各种GDI+画刷建立对象，所以GDI+的TGpPen比VCL的TPen的功能丰富多了。

        首先，看看TGpPen的对齐方式设置。我们知道，无论是TGpPen还是TPen对象，都可设置笔的宽度，默认情况下，线条以基线（宽度为1的线条）为中心，两边均分，而TGpPen还可以改变对齐方式为全部线条宽度都置于基线内侧，下面的代码演示这种2种结果：

var
  g: TGpGraphics;
  pen: TGpPen;
begin
  g : =  TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
  g.FillRectangle(Brushs[ARGBFromTColor(Color)], GpRect(ClientRect));
  pen : =  TGpPen.Create($FF00FF00);
  pen.Width : =   10 ;
//   pen.Alignment := paInset;
  g.DrawRectangle(Pen,  10 ,  10 ,  100 ,  100 );  //  画线宽为5的矩形
  pen.Color : =  KcRed;
  Pen.Width : =   1 ;
  g.DrawRectangle(Pen,  10 ,  10 ,  100 ,  100 );  //  画线宽为1的基线矩形
  pen.Free;
  g.Free;

end;

图一为默认对齐方式，即pen.Alignment := paCenter，红线为基线，线条以基线为中心均分；图二则是pen.Alignment := paInset对齐方式，线条居于基线之内侧。

            

这里附带说一下，GDI+画图形，无论是直线、矩形还是椭圆，和TCanvas的画图形有些不一样，实际画的图形长度总是比给出的长度多1线，而且线条位置还受TGpGraphics的线条像素的偏移模式有关，偏移模式定义如下：

  TPixelOffsetMode  =  (
    pmDefault,             //  默认
    pmHighSpeed,      //  高速度、低质量
    pmHighQuality,      //  高质量、低速度
    pmNone,               //  没有任何像素偏移
    pmHalf                  //  像素在水平和垂直距离上均偏移 -.5 个单位，以进行高速锯齿消除
  );

比如上面矩形如果设置g.PixelOffsetMode := pmHalf;// 或者pmHighQuality时，在屏幕上，整个图形位置会向左上方移动一线（-0.5个像素四舍五入）。

        再看看复合线条的设置，下面是.net类库关于复合线条的说明：

        复合直线由平行直线和具有不同宽度的空白区域交替组成。数组中的值指定复合直线中每个组件的起始点位置，该位置与钢笔的宽度有关。数组中的第一个值指定第一个组件（直线）的起始位置，相当于钢笔宽的一小部分。数组中的第二个值指定下一个组件（空白）的起始位置，相当于钢笔宽的一小部分。数组中的最后一个值指定最后一个组件的结束位置。

        假设要用钢笔绘制两条平行直线，第一条直线的宽度是钢笔宽度的 20 ％，将两条直线隔开的空白区域的宽度是钢笔宽度的 50 ％，第二条直线的宽度是钢笔宽度的 30 ％。先创建 Pen 和实数数组。通过将包含 0.0、0.2、0.7 和 1.0 值的数组传递给此属性来设置复合数组。

        如果 Pen 的 Alignment 属性设置为 Inset ，则不要设置此属性。

        下面的代码演示了上面的举例，设置彼得宽度为20，先在左边画一段直线，然后按上面例子设置复合线条数组后，在右边画一段双线的线段，第一条线占线宽的20%，为4，中间间隔50%的线宽等于10，第二条线则占剩下的30%，为6，效果见图三：

var
  g: TGpGraphics;
  pen: TGpPen;
begin
  g : =  TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
  pen : =  TGpPen.Create(kcRed);
  Pen.Width : =   20 ;
  g.DrawLine(pen,  10 ,  150 ,  110 ,  150 );
  pen.SetCompoundArray([ 0.0 ,  0.2 ,  0.7 ,  1.0 ]);
  g.TranslateTransform( 110 ,  0 );
  g.DrawLine(pen,  10 ,  150 ,  110 ,  150 );
  pen.Free;
  g.Free;
end;

        TGpPen的线条式样是由DashStyle属性决定的，前面已经说了，DashStyle与VCL TPen.Style除最后一个不同外，其它定义相同，不过，TGpPen可以设置线条式样两端的形状，GDI+定义了3种形状，即方形、圆角形和三角尖形，下面的例子设置为圆帽，画出各种线条式样的直线：

var
  g: TGpGraphics;
  pen: TGpPen;
  I: TDashStyle;
begin
  g : =  TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
  g.FillRectangle(Brushs[ARGBFromTColor(Color)], GpRect(ClientRect));
  pen : =  TGpPen.Create(kcGreen);
  pen.Width : =   6.0 ;
  pen.DashCap : =  dcRound;
  g.SmoothingMode : =  smAntiAlias;
   for  I : =  Low(TDashStyle) to High(TDashStyle)  do
  begin
     if  I  =  dsCustom then
      pen.SetDashPattern([ 4 ,  2 ,  1 ,  3 ]);
    pen.DashStyle : =  I;
    g.TranslateTransform( 0 ,  20 );
    g.DrawLine(Pen,  0 ,  0 ,  300 ,  0 );
  end;
  pen.Free;
  g.Free;
end;

效果图见图四，最后一条为自定义线条式样，自定义线条数组设置为（4，2，1，3），各个值乘以笔的宽度（例子中为6），分别为第一个线段长24，间隔12，第二线段长6，间隔18，整个直线为这种格式的线段循环。

        TGpPen还可以设置线条联接式样，也就是由两条端点相交或重叠的线条联接点的联接式样，定义如下：

  TLineJoin  =  (
    ljMiter         =   0 ,  //  斜联接。这将产生一个锐角或切除角
    ljBevel         =   1 ,  //  成斜角的联接。这将产生一个斜角。
    ljRound         =   2 ,  //  圆形联接。这将在两条线之间产生平滑的圆弧。
    ljMiterClipped  =   3    //  斜联接。这将产生一个锐角或斜角，
  );

下面的代码展示了这几种联结式样：

procedure PaintLine(g: TGpGraphics);
var
  path: TGpGraphicsPath;
  pen: TGpPen;
  I: TLineJoin;
begin
  path : =  TGpGraphicsPath.Create;
  path.AddRectangle( 10 ,  10 ,  100 ,  100 );
  pen : =  TGpPen.Create(kcBlue,  6 );
   for  I : =  Low(TLineJoin) to High(TLineJoin)  do
  begin
    pen.LineJoin : =  I;
    g.DrawPath(pen, path);
    g.TranslateTransform( 110 ,  0 );
  end;
  pen.Free;
  path.Free;
end;

效果图如下，说明一下，因疏忽，Delphi的Gdiplus.pas第843行，原LineJoinRound应改为ljRound：

        TGpPen最具特色的就是可以定义线条两端的形状（线帽TLineCap），注意，这里的线帽形状和上面线条式样的形状TDashCap是两个不同的概念，前者是所要绘制的整个线条两端的形状；后者则是指线条式样两端的形状，一个线条是由无数个线条式样组成的。下面的C++代码绘制了2条不同线帽的直线，见图五：

void  __fastcall TForm1::PaintLines(TGpGraphics  * g)
{
    TGpPen  * pen  =   new  TGpPen(kcBlue,  10 );
    g -> SmoothingMode  =  smAntiAlias;
     //  绘制开始方形线帽，结束菱形线帽的实线直线
    pen -> StartCap  =  lcSquareAnchor;
    pen -> EndCap  =  lcDiamondAnchor;
    g -> DrawLine(pen,  20 ,  20 ,  300 ,  20 );
     //  绘制开始圆头线帽，结束箭头线帽的虚线直线
    pen -> DashStyle  =  dsDash;
    pen -> StartCap  =  lcRoundAnchor;
    pen -> EndCap  =  lcArrowAnchor;
    g -> TranslateTransform( 0 ,  40 );
    g -> DrawLine(pen,  20 ,  20 ,  300 ,  20 );
    delete pen;
}

   

        GDI+还可以自定义画笔的线帽，下面移植MSDN上的一个自定义线帽例子作为本文的结束：

procedure TForm1.FormPaint(Sender: TObject);
const
  points: array[ 0 .. 2 ] of TGpPoint  =
      ( (X: 100 ; Y: 100 ), (X: 200 ; Y: 50 ), (X: 250 ; Y: 300 ) );
var
  g: TGpGraphics;
  capPen, customCapPen: TGpPen;
  HookCap: TGpCustomLineCap;
  path: TGpGraphicsPath;
  StartCap, Endcap: TLineCap;
begin
  g : =  TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
   //  用窗体颜色填充窗体背景
  g.FillRectangle(Brushs[ARGBFromTColor(Color)], GpRect(ClientRect));
   //  建立一个路径
  path : =  TGpGraphicsPath.Create;
  path.AddLine(GpPoint( 0 ,  0 ), GpPoint( 0 ,  5 ));
  path.AddLine(GpPoint( 0 ,  5 ), GpPoint( 5 ,  1 ));
  path.AddLine(GpPoint( 5 ,  1 ), GpPoint( 3 ,  1 ));
   //  建立自定义线帽
  HookCap : =  TGpCustomLineCap.Create(nil, path);
   //  设置用于构成自定义线帽的起始线帽和结束线帽
  HookCap.SetStrokeCaps(lcRound, lcRound);
   //  建立宽度为5的黑色画笔
  customCapPen : =  TGpPen.Create(kcBlack,  5 );
   //  设置黑色画笔自的起始线帽和结束线帽为自定义线帽
  customCapPen.SetCustomStartCap(HookCap);
  customCapPen.SetCustomEndCap(HookCap);
   //  建立宽度为10的红色画笔
  capPen : =  TGpPen.Create(kcRed,  10 );
   //  获取用于构成自定义线帽的起始线帽和结束线帽
  HookCap.GetStrokeCaps(StartCap, EndCap);
   //  设置红色画笔的起始线帽和结束线帽(本例实际为圆头帽: lcRound)
  capPen.StartCap : =  StartCap;
  capPen.EndCap : =  EndCap;
   //  绘制图案
  g.SmoothingMode : =  smAntiAlias;
  g.DrawLines(capPen, points);
  g.DrawLines(customCapPen, points);

  HookCap.Free;
  path.Free;
  capPen.Free;
  customCapPen.Free;
  g.Free;
end;

效果图如下：