C# GDI+编程详解：从入门到高级技术

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"C# GDI+教程" C# GDI+是.NET框架中用于图形处理的一个强大工具，它提供了一套丰富的类库，允许开发者创建和操作2D图形、图像和文本。本教程深入介绍了如何在C#环境中利用GDI+进行图形编程。 GDI+的目标是提供一个高效且易用的接口，用于开发人员创建高质量的图形内容。它适用于那些希望自定义控件、实现游戏如俄罗斯方块中的图形渲染或者进行其他图形相关的应用程序开发的程序员。GDI+可在各种Windows操作系统上运行，兼容多种硬件配置。文档组织结构清晰，涵盖了GDI+的基础知识到高级特性。首先，它讨论了安全考虑，如检查构造函数的成功调用、缓冲区的分配和错误验证，以及线程同步的重要性。这些是编写健壮GDI+程序的基础。接着，教程详细介绍了GDI+的概念，包括其作为一个图形设备接口的概述，由图形、文本和图像处理三个主要部分组成。GDI+的类基接口架构使得编程更加灵活，提供了许多新的特性和编程模式的改变。例如，它引入了矢量图形的概念，支持绘制线条、曲线、图形以及路径，这些都能进行抗锯齿处理以提升视觉效果。 GDI+提供了一系列画刷和填充方法，用于绘制和填充图形，如开放和闭合曲线、区域以及裁剪。此外，它还支持图像、位图和图元文件的操作，如加载、显示、裁剪、缩放、旋转和使用不同的插值模式控制图像质量。坐标系统和转换是GDI+中的重要概念，包括不同的坐标系统类型以及如何通过矩阵进行转换。图形容器的使用可以更好地管理图形状态，确保图形元素的正确渲染。教程还涵盖了如何开始使用GDI+，从简单的绘制线条和字符串，到使用钢笔、画笔绘制复杂的形状和填充，以及如何处理图象、位图和图元文件。通过实例，开发者可以学习到如何读取和写入图像元数据，以及如何利用编码器和解码器进行图像的压缩和解压缩。这个C# GDI+教程是学习和精通GDI+编程的宝贵资源，无论你是初学者还是经验丰富的开发者，都能从中受益。它不仅覆盖了GDI+的基础，也深入到了高级特性，为创建丰富的图形应用程序提供了全面的指导。

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Graphics 对象和设备场景一样，与屏幕上的特定窗体有关，它包含着图形绘制的有关属性信息（比

如，平滑模式和隐式文本渲染）。然而，Graphics 对象并没有像 GDI 那样与 Pen、Path、Image 或者

Font 等搅在一起。比如，在 GDI 中，您必须先调用 SelectObject 将一个 Pen 对象与设备场景关联，然

后您才能使用设备场景绘制一条线。这被称为将画笔选入设备场景。您在设备场景中绘制的所有线条都将

采用这个画笔直到您选择另一个画笔为止。在 GDI+中，您只需将一个 Pen对象作为参数传递给 Graphics

类的 DrawLine 方法即可。您可以在一连串的 DrawLine 调用中传入不同的 Pen 对象，而不必将给定的

Pen 对象与 Graphics 对象关联。

• 画线的 2 种方法

下面两个例子都是从位置(20, 10)到位置(200,100)绘制一条宽度为 3 的红色线条。前一个例子采

用 GDI 调用，第二个例子通过 C++类接口调用 GDI+。

o Drawing a line with GDI

采用 GDI 画线，您需要 2 个对象：设备场景和画笔。您通过调用 CreatePen 获取一个句柄。紧接着，

您调用 SelectObject 将画笔选入设备场景。然后调用 MoveToEx 将画笔位置设为(20,10)，然后调用

绘制一条直线到位置(200,100)。注意 MoveToEx 和 LineTo 均需要一个 hdc 作为参数。

HDC hdc;

PAINTSTRUCT ps;

HPEN hPen;

HPEN hPenOld;

hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);

hPen = CreatePen(PS_SOLID, 3, RGB(255, 0, 0));

hPenOld = (HPEN)SelectObject(hdc, hPen);

MoveToEx(hdc, 20, 10, NULL);

LineTo(hdc, 200, 100);

SelectObject(hdc, hPenOld);

DeleteObject(hPen);

EndPaint(hWnd, &ps);

o 采用 GDI+和 C++类接口画线

通过 GDI+和 C++类接口画线，您需要一个 Graphics 对象和一个 Pen 对象。注意您不需要向这

些对象提供窗体句柄。相反，您只需要构造一个 Graphics 类（一个 Graphics 对象）和一个 Pen 类（一

个 Pen 对象）即可。画线涉及 Graphics 类的 Graphics::DrawLine 方法。Graphics::DrawLine

方法的第一个参数是一个 Pen 对象的指针。较之前面将 Pen 选入设备场景的 GDI 例子，这种方案更加更

加简单灵活。

HDC hdc;

PAINTSTRUCT ps;

Pen* myPen;

Graphics* myGraphics;

hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);

myPen = new Pen(Color(255, 255, 0, 0), 3);

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myGraphics = new Graphics(hdc);

myGraphics->DrawLine(myPen, 20, 10, 200, 100);

delete myGraphics;

delete myPen;

EndPaint(hWnd, &ps);

• 钢笔、画刷、路径、图形和字体作为参数

前面的例子说明了 Pen 对象可以独立于 Graphics 对象被创建和保留，该对象提供具体绘图方式。

同样地，画刷、图形路径、图象和字体对象可以独立于 Graphics 对象被创建和保留。Graphics 类提供

的许多绘图方法都接受 Brush、GrpahicsPath、Image 或者 Font 对象作为参数之一。例如，一个

Brush 对象的地址作为参数传递给 FillRectangle 方法，而一个 GraphicsPath 对象的地址作为参数传

递给 DrawPath 方法。类似地，Image 和 Font 对象的地址传递给 DrawImage 和 DrawString 方法。

这与 GDI 中需要先选入一个画刷、路径、图象或者字体到指定设备场景，然后再将设备句柄作为参数传递

给绘图函数的方法相比形成了强烈对比。

• 方法重载

许多 GDI+方法被重载了；也就是说，存在不同的方法，它们拥有相同的函数名和不同的参数列表。

例如，Graphics 类的 DrawLine 方法有以下几种形式：

Status DrawLine(IN const Pen* pen,

IN REAL x1,

IN REAL y1,

IN REAL x2,

IN REAL y2);

Status DrawLine(IN const Pen* pen,

IN const PointF& pt1,

IN const PointF& pt2);

Status DrawLine(IN const Pen* pen,

IN INT x1,

IN INT y1,

IN INT x2,

IN INT y2);

Status DrawLine(IN const Pen* pen,

IN const Point& pt1,

IN const Point& pt2);

所有上面 DrawLine 方法的四种变体都接受一个 Pen 对象指针、起点坐标和终点坐标。前两个方

法接受浮点数字型的坐标参数，而后面两个方法接受整数类型的坐标参数。第一个和第三个方法接受由数

字分隔开的坐标；第二个和第四个方法接受由一对 Point（或者 PointF）对象表示的坐标。

• 不再有当前位置

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注意，前面显示的 DrawLine 方法同时提供了线段的起点和终点作为参数。不同的是，在 GDI 中您

必须先设置当前位置然后才能绘制一个起于(x1, y1)终于(x2, y2)的线段。GDI+中已经完全摒弃了当前

位置的概念。

• 绘图与填充方法分离

在绘制图形比如矩形的边框和填充其内部区域方面，GDI+比 GDI 更加灵活。GDI 有个 Rectangle

函数可以一步实现绘制矩形和填充其内部区域。边框采用当前选入的画笔绘制，内部区域采用当前选入的

笔刷填充。

hBrush = CreateHatchBrush(HS_CROSS, RGB(0, 0, 255));

hPen = CreatePen(PS_SOLID, 3, RGB(255, 0, 0));

SelectObject(hdc, hBrush);

SelectObject(hdc, hPen);

Rectangle(hdc, 100, 50, 200, 80);

在 GDI+中，绘制矩形边框和填充其内部区域的方法是独立开来的。Graphics 类的

DrawRectangle 方法有一个参数，用于传入 Pen 对象的地址。而 FillRectangle 方法有一个参数，用

于传入 Brush 对象的地址。

HatchBrush* myHatchBrush = new HatchBrush(

HatchStyleCross,

Color(255, 0, 255, 0),

Color(255, 0, 0, 255));

Pen* myPen = new Pen(Color(255, 255, 0, 0), 3);

myGraphics.FillRectangle(myHatchBrush, 100, 50, 100, 30);

myGraphics.DrawRectangle(myPen, 100, 50, 100, 30);

注意，GDI+中 FillRectangle 和 DrawRectangle 方法的参数指定矩形的左、上、宽度和高度。

相对地，在 GDI 的 Rectangle 函数中，参数指定的是矩形的左、右、上、下。同时还要注意，GDI+中

的 Color 类的构造函数有 4 个参数。后面的 3 个参数就是通常的红、绿、蓝的值；第一个参数指定的是α

半透明值，它表示该颜色与背景色混合的程度。

• 构造区域

GDI 提供了几个函数可以创建区域：CreateRectRgn、CreateEllpticRgn、CreateRoundRectRgn、

CreatePolygonRgn 和 CreatePolyPolygonRgn。您可能也期望 GDI+中的 Region 类提供类似的构造

函数，传入矩形、椭圆、圆角矩形和多边形作为参数，但是情况并非如此。在 GDI+中，Region 类提供

一个传入 Rect 对象引用的构造函数，和另一个传入 GraphicsPath 对象地址的构造函数。如果您想创

建一个基于椭圆、圆角矩形或者多边形的区域，您可以很容易地通过创建一个 GraphicsPath 对象（包

含椭圆等），然后将 GraphicsPath 对象的地址传递给 Region 构造函数即可。

在 GDI+中可以很简单地通过图形和路径的组合创建一个复杂的区域。Region 类有 Union 和

Intersect 方法，用于加入一个路径或者另一个区域到一个已有区域中。GDI+中一个很好的特性是，当一

个 GraphicsPath 对象作为 Region 构造函数的参数传入的时候，它本身并不会被销毁。而在 GDI 中，

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协同工作，来判断哪个象素应该开启用于显示线条、矩形和曲线。下面所示，显示一条从点(4, 2)到点(12,

8)的线条的象素情况。

总的来说，某些基本的构成块已经证明是最对建立二维图形非常有用。这些基本构成块，GDI+均支

持，包括：

o Lines （线条）

o Rectangles （矩形）

o Ellipses （椭圆）

o Arcs （弧形）

o Polygons （多边形）

o Cardinal splines （基数样条）

o Bézier splines （贝塞尔样条）

GDI+中的 Graphics 类提供这些方法来绘制前面列表中的对象：DrawLine、DrawRectangle、

DrawEllipse、DrawPolygon、DrawArc、DrawCurve (用于基数样条)和 DrawBezier。每个方法都已

被重载；也就是说，每种方法都以不同参数列表的变体出现。例如，DrawLine 方法的一个变体接受一个

Pen 对象的地址和四个整型值，而它的另一个变体则接受一个 Pen对象地址和两个 Point 对象引用。

绘制线条、矩形和贝塞尔样条的方法都有其复数形式的伴随方法，这些方法在一次调用中绘制多个项

目：DrawLines、DrawRectangles 和 DrawBeziers。同样地，DrawCurve 方法也有一个伴随方法

DrawClosedCurve，该函数通过连接曲线的起点和终点创建一个闭合图形。

所有的 Graphics 类的方法都得配合 Pen 对象使用。因此，为了绘制任何东西，您必须至少创建 2

个对象：一个 Graphics 对象和一个 Pen 对象。Pen 对象存储诸如线条宽度、颜色等绘图属性。Pen

对象的地址将作为一个参数传递给绘图方法。例如，一个 DrawRectangle 方法的变体需要传入一个 Pen

对象地址和 4 各整数值作为参数，该方法绘制一个左上角为(20,10)、宽度为 100、高度为 50 的矩形。

myGraphics.DrawRectangle(&myPen, 20, 10, 100, 50);

钢笔、线条和矩形

采用 GDI+绘制线条需要一个 Graphics 对象和一个 Pen对象。Graphics 对象提供实际的绘图方法，

而 Pen对象存储线条属性，例如颜色、宽度和样式等。绘制线条只需要简单调用 Graphics对象的 DrawLine

方法即可。Pen 对象的地址作为参数之一传递给 DrawLine 方法。下面的例子是绘制一条从点(4, 2)到点

(12, 6)的线段。

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