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_SOLID	0	实线
PS_DASH	1	虚线（段线），要求画笔宽度 <= 1
PS_DOT	2	点线，要求画笔宽度 <= 1
PS_DASHDOT	3	线、点，要求画笔宽度 <= 1
PS_DASHDOTDOT	4	线、点、点，要求画笔宽度 <= 1
PS_NULL	5	不可见
PS_INSIDEFRAME	6	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：