MFC中的GDI/GDI+和双缓冲绘图

    1、GDI概述

　　GDI在全称是Graphics Device Interface，即图形设备接口。是图形显示与实际物理设备之间的桥梁。

        GDI使得用户无需关心具体设备的细节，而只需在一个虚拟的环境(即逻辑设备)中进行操作。它的桥梁作用体现在：

      (1)用户通过调用GDI函数将逻辑空间的操作转化为具体针对设备驱动程序的调用。

      为实现图形设备无关性，Windows 的绘图操作在一个设备描述表上进行。用户拥有自己的"逻辑坐标"系统，它独立于实际的物理设备，与"设备坐标"相对应。开发Windows应用程序时，程序员关心的是逻辑坐标，我们在逻辑坐标系上绘图，利用GDI将逻辑窗口映射到物理设备上。

      (2)GDI能检测具体设备的能力，并依据具体的设备以最优方式驱动这些设备，完成真实的显示。

      GDI函数大致可分类为：设备上下文函数(如GetDC、CreateDC、DeleteDC)、 画线函数(如LineTo、Polyline、Arc)、填充画图函数(如Ellipse、FillRect、Pie)、画图属性函数(如SetBkColor、SetBkMode、SetTextColor)、文本、字体函数(如TextOut、GetFontData)、位图函数(如SetPixel、BitBlt、StretchBlt)、坐标函数(如DPtoLP、LPtoDP、ScreenToClient、ClientToScreen)、映射函数(如SetMapMode、SetWindowExtEx、SetViewportExtEx)、元文件函数(如PlayMetaFile、SetWinMetaFileBits)、区域函数(如FillRgn、FrameRgn、InvertRgn)、路径函数(如BeginPath、EndPath、StrokeAndFillPath)、裁剪函数(如SelectClipRgn、SelectClipPath)等。

GDI接口是基于函数，虽然使程序员省力不少，但是编程方式依然显得麻烦。例如显示一张位图，我们需要进行“创建位图，读取位图文件信息，启用场景设备，调色板变化“等一系列操作。然而有了GDI+，繁琐的步骤再次被简化。顾名思义，GDI+就是GDI的增强版，它是微软在Windows 2000以后操作系统中提供的新接口。

　　2、GDI+概述         

　　GDI+主要提供以下三种功能：         

      (1) 二维矢量图形：GDI+提供了存储图形基元自身信息的类(或结构体)、存储图形基元绘制方式信息的类以及实际进行绘制的类；

　　(2) 图像处理：大多数图片都难以划定为直线和曲线的集合，无法使用二维矢量图形方式进行处理。因此，GDI+为我们提供了Bitmap、Image等类,它们可用于显示、操作和保存BMP、JPG、GIF等图像格式。

　　(3) 文字显示：GDI+支持使用各种字体、字号和样式来显示文本。         相比于GDI，GDI+是基于C++类的对象化的应用程序接口，因此用起来更为简单。GDI的核心是设备上下文，GDI函数都依赖于设备上下文句柄，其编程方式是基于句柄的；GDI+无需时刻依赖于句柄或设备上下文，用户只需创建一个Graphics 对象，就可以用面向对象的方式调用其成员函数进行图形操作，编程方式是基于对象的。

　　3、GDI绘制实例         

　　GDI在使用设备上下文绘制线条之前，必须先调用SelectObject 以使笔对象和设备上下文关联。其后，在设备上下文中绘制的所有线条均使用该笔，直到选择另一支不同的笔为止。         使用GDI画线代码如下

    // TODO: Add your command handler code here
 　 CClientDC clientDC; //目标DC
 　 CPen pen (PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 255));
 　 clientDC.SelectObject(pen.GetSafeHandle()); //开始绘制
 　 clientDC.MoveTo(0, 0);
 　 clientDC.LineTo(rect.right, 0);
 　 clientDC.SelectObject(oldObject);

　　从上述代码可以看出：在GDI编程中，几乎所有的操作都围绕设备上下文dc展开。的确，这正是GDI编程的特点！设备上下文是 Windows 使用的一种结构，所有GDI操作前都需取得特定设备的上下文，函数中的CClientDC dc (this) 语句完成这一功能。 利用GDI进行图形、图像处理的一般操作步骤为：1. 取得指定窗口的DC。2. 确定使用的坐标系及映射方式。3. 进行图形、图像或文字处理。4. 释放所使用的DC。但是，在GDI+中，只需将Pen对象直接作为参数传递给Graphics类的DrawLine等方法即可，而不必使Pen对象与 Graphics对象关联。

　　4、GDI+绘制实例         使用GDI+画线代码如下  

　 

   // TODO: Add your command handler code here
 　CClientDC clientDC (this);
 　//创建Graphics对象
 　Graphics graphics(clientDC);
 　//创建pen
 　Pen myPen;
 　myPen.SetWidth(1);
 　//画X轴
 　myPen.SetColor(Color::Blue);
 　graphics.DrawLine(&myPen, 0, 0, rect.right, 0);

　(1)创建 Graphics 对象：Graphics 对象表示GDI+绘图表面，是用于创建图形图像的对象。

　(2)使用 Graphics 对象绘制线条和形状、呈现文本或显示与操作图像。

　GDI+的相对与GDI而言，新增了一系列功能：渐变的画刷(Gradient Brushes)、基数样条函数(Cardinal Splines)、持久的路径对象(Persistent Path Objects)、变形和矩阵对象(Transformations &Matrix Object)、可伸缩区域(Scalable Regions)、Alpha混合(Alpha Blending)和丰富的图像格式支持等。下面，我们来逐个用实际代码实现GDI+的新增功能。

　　4.1渐变的画刷         (GDI+提供了用于填充图形、路径和区域的线性渐变画刷和路径渐变画刷。线性渐变画刷使用渐变颜色来填充图形。当用路径渐变画刷填充图形时，可指定从图形的一部分移至另一部分时画刷颜色的变化方式。例如，我们可以只指定图形的中心颜色和边缘颜色，当画刷从图形中间向外边缘移动时，画刷会逐渐从中心颜色变化到边缘颜色。 )  

// TODO: Add your command handler code here
 CClientDC clientDC (this);
 CRect rect; GetClientRect(&rect);
 //创建Graphics对象
 Graphics graphics(clientDC);
 //创建渐变画刷
 LinearGradientBrush lgb(Point(0, 0), Point(rect.right, rect.bottom), Color::Blue, Color::Green);
 //填充
 graphics.FillRectangle(&lgb, 0, 0, rect.right, rect.bottom);

　　4.2基数样条函数

　　(基数样条指的是一连串单独的曲线，这些曲线连接起来形成一条较大的曲线。样条由点(Point结构体)的数组指定，并通过该数组中的每一个点。基数样条平滑地穿过数组中的每一个点(不出现尖角)，因此比用直线连接创建的路径精确。)  

　　4.3变形和矩阵对象

　　(GDI+提供了Matrix对象，它是一种可以使变形(旋转、平移、缩放等) 简易灵活的强大工具，Matrix对象需与要被变形的对象联合使用。对于GraphicsPath类，我们可以使用其成员函数Transform接收 Matrix参数用于变形。)  

　　4.4丰富的图像格式支持

　　(GDI +提供了Image、Bitmap 和Metafile 类，方便用户进行图像格式的加载、操作和保存。GDI+支持的图像格式有BMP、GIF、JPEG、EXIF、PNG、TIFF、ICON、WMF、 EMF等，几乎涵盖了所有的常用图像格式。)  

来源： <http://www.educity.cn/develop/477410.html>

双缓冲内存贴图防止闪烁的实现方法：

VC 双缓冲绘图

 

在图形图象处理编程过程中，双缓冲是一种基本的技术。我们知道，如果窗体在响应 WM_PAINT消息的时候要进行复杂的图形处理，那么窗体在重绘时由于过频的刷新而引起闪烁现象。解决这一问题的有效方法就是 双缓冲技术。

 

因为窗体在刷新时，总要有一个擦除原来图象的过程 OnEraseBkgnd，它利用 背景色填充窗体绘图区，然后在调用新的绘图代码进行重绘，这样一擦一写造成了图象颜色的反差。当 WM_PAINT的响应很频繁的时候，这种反差也就越发明显。于是我们就看到了闪烁现象。

 

我们会很自然的想到， 避免背景色的填充是最直接的办法。但是那样的话，窗体上会变的一团糟。因为每次绘制图象的时候都没有将原来的图象清除，造成了图象的残留，于是窗体重绘时，画面往往会变的乱七八糟。所以单纯的禁止背景重绘是不够的。我们还要进行重新绘图，但要求速度很快，于是我们想到了使用BitBlt函数。它可以支持图形块的复制，速度很快。我们可以 先在内存中作图， 然后用此函数将做好的图复制到前台， 同时禁止背景刷新，这样就 消除了闪烁。以上也就是双缓冲绘图的基本的思路。

 

    一、普通方法：

 

    先按普通做图的方法进行编程。即在视类的OnDraw函数中添加绘图代码。在此我们绘制若干同心圆，代码如下：

CBCDoc* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
CPoint ptCenter;
CRect rect,ellipseRect;
GetClientRect(&rect);
ptCenter = rect.CenterPoint();
for(int i=20;i>0;i--)
{
    ellipseRect.SetRect(ptCenter,ptCenter);
    ellipseRect.InflateRect(i*10,i*10);
    pDC->Ellipse(ellipseRect); 
}

    编译运行程序，尝试改变窗口大小，可以发现闪烁现象。

 

    二、 双缓冲方法：

    在双缓冲方法中，首先要做的是 屏蔽背景刷新。背景刷新其实是在响应 WM_ERASEBKGND消息。我们在视类中添加对这个消息的响应，可以看到缺省的代码如下：

BOOL CMYView::OnEraseBkgnd(CDC* pDC)
{
     return CView::OnEraseBkgnd(pDC);
}

是调用父类的 OnEraseBkgnd函数，我们屏蔽此调用，只须直接 return TRUE；即可。

 

下面是内存缓冲作图的步骤。

CPoint ptCenter;
CRect rect,ellipseRect;
GetClientRect(&rect);
ptCenter = rect.CenterPoint();
CDC dcMem; //用于缓冲作图的内存DC
CBitmap bmp; //内存中承载临时图象的位图
dcMem.CreateCompatibleDC(pDC); //依附窗口DC创建兼容内存DC
bmp.CreateCompatibleBitmap(pDC,rect.Width(),rect.Height());//创建兼容位图
dcMem.SelectObject(&bmp); //将位图选择进内存DC
//按原来背景填充客户区，不然会是黑色
dcMem.FillSolidRect(rect,pDC->GetBkColor());
for(int i=20;i>0;i--) //在内存DC上做同样的同心圆图象
{
    ellipseRect.SetRect(ptCenter,ptCenter);
    ellipseRect.InflateRect(i*10,i*10);
    dcMem.Ellipse(ellipseRect);
}
pDC->BitBlt(0,0,rect.Width(),rect.Height(),
&dcMem,0,0,SRCCOPY);//将内存DC上的图象拷贝到前台
dcMem.DeleteDC(); //删除DC
bm.DeleteObject(); //删除位图

    由于复杂的画图操作转入后台，我们看到的是速度 很快的复制操作，自然也就消除了闪烁现象。

    注意：

bmp.CreateCompatibleBitmap(pDC，rect.Width()，rect.Height())；

    这里面CreateCompatibleBitmap第一个参数不能用 dcMem，这样的话创建的是黑白位图。如果你要创建彩色位图，需要用 pDC，它用来创建了内存DC. 详细请见下面的MSDN：

When a memory device context is created, it initially has a 1-by-1 monochrome bitmap selected into it. If this memory device context is used in CreateCompatibleBitmap, the bitmap that is created is a monochrome bitmap. To create a color bitmap, use the hDC that was used to create the memory device context, as shown in the following code:

 

HDC memDC = CreateCompatibleDC ( hDC );
HBITMAP memBM = CreateCompatibleBitmap ( hDC, nWidth, nHeight );
SelectObject ( memDC, memBM );

在CScrollView中的双缓冲方法

双 缓冲绘图时,绘图用的到的坐标是是窗口的坐标,拷贝位图到目的DC时,也是从(0,0)开始拷贝的,把以我们创建位图大小就不能设为通过 GetClientRect()获得的视口大小,而要设为调用 SetScrollSizes(MM_TEXT,CSize(1280,800))时所设的窗口大小,这样绘图就不会有问题.

这样绘的图比较大,为了加快绘图速度,我们可以调用CDC::GetClipBox()获得刷新区域,判断我们要绘的图在不在刷新区域,如果不在就可以不画,画了也不会显示.

        // only paint the rect that needs repainting
        CRect client;
        pDC->GetClipBox(client);//边界类型
        CRect rect = client;
        DocToClient(rect);
 
        if (!pDC->IsPrinting())//确定正在使用的设备上下文是否用于打印 ，不打印
        {
            // draw to offscreen bitmap for fast looking repaints
            if (dc.CreateCompatibleDC(pDC))//函数只适用于支持光栅操作的设备，创建的内存DC不能立刻使用
            {
                if (bitmap.CreateCompatibleBitmap(pDC, rect.Width(), rect.Height()))// 创建一个内存Bitmap
                {
                    OnPrepareDC(&dc, NULL);
                    pDrawDC = &dc;
 
                    // offset origin more because bitmap is just piece of the whole drawing
                    dc.OffsetViewportOrg(-rect.left, -rect.top);//相对于当前视区起点坐标修改视区起点
                    pOldBitmap = dc.SelectObject(&bitmap);
                    dc.SetBrushOrg(rect.left % 8, rect.top % 8);//指定选入设备上下文的下一个画刷的起点
 
                    // might as well clip to the same rectangle
                    dc.IntersectClipRect(client);//该函数创建了一个新的剪切区域，该区域是当前剪切区域和一个特定矩形的交集
                }
            }
        }
 
        // paint background
        CBrush brush;
        if (!brush.CreateSolidBrush(pDoc->GetPaperColor()))
            return;

        brush.UnrealizeObject();
        pDrawDC->FillRect(client, &brush);
 
        if (!pDC->IsPrinting() && pDoc->GetGrid(szGrid))
            DrawGrid(pDrawDC,szGrid);
 
        pDrawDC->BitBlt(0, 0,pDoc->m_size.cx,pDoc->m_size.cy,
            pDoc->pMemDC, 0, 0, SRCCOPY);
        pDoc->Draw(pDrawDC, this);
        if (pDrawDC != pDC)
        {
            pDC->SetViewportOrg(0, 0);
            pDC->SetWindowOrg(0,0);
            pDC->SetMapMode(MM_TEXT);
            dc.SetViewportOrg(0, 0);
            dc.SetWindowOrg(0,0);
            dc.SetMapMode(MM_TEXT);
            pDC->BitBlt(rect.left, rect.top, rect.Width(), rect.Height(),
                &dc, 0, 0, SRCCOPY);
            dc.SelectObject(pOldBitmap);
        }
    }

当然也可以将兼容位图设为视口大小,但是在画图时要判断出视口内要画哪部分图形,还要计算出绘图的偏移量,使用起来也不太方便.

来源： <http://blog.csdn.net/guguarchieve/article/details/5610455>