Windows编程中的映射模式和坐标转换

一、Windows中的映射模式
1、Windows定义映射模式的目的
Windows定义映射模式的目的有以下几个方面：1、不同人的使用习惯。不同国家的，不同地区，以及不同的人因为习惯喜欢用不同的度量单位，有的人人喜欢用英寸，而有的人喜欢用公制中的厘米，毫米等。其他的人又喜欢用另外一些单位。2、使软件与硬件互相分离开来。让开发的软件能够最大限度的与硬件无关。3、提供逻辑和物理的一种转换。就相当于银行的利率。
2、默认的映射模式
默认的映射模式使MM_TEXT,它是以象素为单位的。X轴向右为正，Y轴向下为正。默认的坐标原点在左上角。
3、固定比例映射模式
固定比例的映射模式有MM_LOMETRIC、MM_HIMETRIC、MM_LOENGLISH、MM_HIENGLISH、MM_TWIPS种。它们默认的坐标原点都是左上角。其区别在于每一个逻辑单位对应的物理大小不一样。所对用的逻辑单位分别为0.1毫米，0.01毫米，0.01英寸，0.001英寸，1/1440英寸（0.0007英寸）。
4、可变比例映射模式
对于可变比例的映射模式用户可以自己定义一个逻辑单位代表的大小，其大小可以任意。也可以让这个大小随环境改变而改变。有MM_ISOTROPIC，MM_ANISOTROPIC这两种映射模式。其逻辑单位的大小等于视口范围和窗口范围的比值。两者的不同在于前者要求X轴和Y轴的度量单位必须相同，而后者没有这样的限制。
二、Windows中的几种坐标体系
1、屏幕坐标
屏幕坐标描述物理设备（显示器、打印机等）的一种坐标体系，坐标原点在屏幕的左上角，X轴向右为正，Y轴向下为正。度量单位是象素。原点、坐标轴方向、度量单位都是不能够改变的。
2、设备坐标（又称物理坐标）
设备坐标是描述在屏幕和打印机显示或打印的窗体的一种坐标体系。默认的坐标原点是在其客户区的左上角。X轴向右为正，Y轴向下为正。度量单位为象素。原点和坐标轴方向可以改变，但是度量单位不可以改变。
3、逻辑坐标
逻辑坐标是在程序中控制显示，打印使用的坐标体系。该坐标系与定义的映射模式密切相关。默认的映射模式是MM_TEXT。我们可以通过设置不同的映射模式来改变该坐标体系的默认行为。
三、逻辑坐标和设备坐标之间的转换
现有如下代码：
void CMapModeView::OnPaint()
{
CPaintDC dc(this);

//获取设备类的设置
CPoint ptOrgView,ptOrgWindow;
CSize sizeView,sizeWindow;
CString strMsg;

ptOrgView=dc.GetViewportOrg();//获取视口原点
ptOrgWindow=dc.GetWindowOrg();//获取窗口原点
sizeView=dc.GetViewportExt();//获取视口范围
sizeWindow=dc.GetWindowExt();//获取窗口范围

strMsg.Format(_T("Viewport Extent:(%d,%d),/tViewport Org:(%d,%d)/tWindow Extent:(%d,%d)/tWindow Org(%d,%d)"),
sizeView.cx,sizeView.cy,ptOrgView.x,ptOrgView.y,
sizeWindow.cx,sizeWindow.cy,ptOrgWindow.x,ptOrgWindow.y);
TRACE("%s/n",strMsg);

//设置映射模式以及原点
dc.SetMapMode(MM_TEXT);//设置映射模式
dc.SetWindowOrg(100,100);//设置窗口的坐标原点
dc.SetViewportOrg(200,200);//设置视口的坐标原点

dc.SetWindowExt(5,10);//改语句仅对可变比例映射模式有效
dc.SetViewportExt(1,1);//同上

ptOrgView=dc.GetViewportOrg();
ptOrgWindow=dc.GetWindowOrg();
sizeView=dc.GetViewportExt();
sizeWindow=dc.GetWindowExt();
strMsg.Format(_T("Viewport Extent:(%d,%d),/tViewport Org:(%d,%d)/tWindow Extent:(%d,%d)/tWindow Org(%d,%d)"),
sizeView.cx,sizeView.cy,ptOrgView.x,ptOrgView.y,
sizeWindow.cx,sizeWindow.cy,ptOrgWindow.x,ptOrgWindow.y);
TRACE("%s/n",strMsg);

//将点(300,400)从逻辑坐标体系映射到设备坐标体系。
CPoint ptMap;
ptMap=CPoint(300,400);
dc.LPtoDP(&ptMap);
strMsg.Format(_T("The Orginal Point(In LP):CPoint(300,400),Convert to DP is:CPoint(%d,%d)"),
ptMap.x,ptMap.y);
TRACE("%s/n",strMsg);

//将点(300,400)从设备坐标体系映射到逻辑坐标体系
ptMap=CPoint(300,400);
dc.DPtoLP(&ptMap);
strMsg.Format(_T("The Orginal Point(In DP):CPoint(300,400),Convert to LP is:CPoint(%d,%d)"),
ptMap.x,ptMap.y);
TRACE("%s/n",strMsg);
}
以上代码最后调试输出结果为：
Viewport Extent:(1,1), Viewport Org:(0,0) Window Extent:(1,1) Window Org(0,0)
Viewport Extent:(1,1), Viewport Org:(200,200) Window Extent:(1,1) Window Org(100,100)
The Orginal Point(In LP):CPoint(300,400),Convert to DP is:CPoint(400,500)
The Orginal Point(In DP):CPoint(300,400),Convert to LP is:CPoint(200,300)
按照MSDN上，函数SetWindowOrg(x,y)设定设备坐标下的点（x，y）对应于逻辑坐标的原点。SetVieportOrg(x,y)设定逻辑坐标下点（x，y）对应逻辑坐标的原点。而实际上如果同时设置了逻辑坐标和设备坐标原点的话，那么以上的说法是错误的。
在默认映射模式MM_TEXT下,一个逻辑单位对应于设备坐标下的一个象素。改变默认原点以后的坐标体系如下图所示：
（0,0）              Dx，Lx       (0,0)                             
(100,100)                      Lx
(200,200)                  Dx
 .(300,400)



Dy,Ly                                Ly  Dy
在VC中坐标系的转换和数学中的数学转化是不一样的。在这里是以距离为标准。首先看一下如何把点（300，400）如何从设备坐标转换成逻辑坐标。
在设备坐标体系下，点（３００，4００）与Y轴的距离为100个逻辑单位。那么所对应的逻辑坐标也要满足与逻辑坐标Y轴的距离为100个单位。又1个逻辑单位对应1个象素。所以所对应的设备坐标的X值为100＋100＝200。同样可以出对应的逻辑坐标的Y值为300。
按照同样的方法，我们也可以把逻辑坐标下的点（300，400）转换成设备坐标。在逻辑坐标下，点（300，400）与逻辑坐标Y轴的距离为200。那么在设备坐标体系，相应的设备坐标与设备坐标Y轴的距离也要为200。又1个逻辑单位对应1个象素，所以对应的设备坐标X值为200＋200＝400。同样的道理，可以求出对应的设备坐标Y值为500。
在这里，因为逻辑单位和设备单位一一对应，也可以把这个问题看作一个很简单的坐标平移问题来看。其结果是很显然的。