GDI+（一）：GDI+ 绘图基础

一、GDI+绘图基础

编写图形程序时需要使用GDI（Graphics Device Interface，图形设备接口），从程序设计的角度看，GDI包括两部分：一部分是GDI对象，另一部分是GDI函数。GDI对象定义了GDI函数使用的工具和环境变量，而GDI函数使用GDI对象绘制各种图形，在C#中，进行图形程序编写时用到的是GDI+（Graphice Device Interface Plus图形设备接口）版本，GDI+是GDI的进一步扩展，它使我们编程更加方便。

1.1 GDI+概述

GDI+是微软在Windows 2000以后操作系统中提供的新的图形设备接口，其通过一套部署为托管代码的类来展现，这套类被称为GDI+的“托管类接口”，GDI+主要提供了以下三类服务: 
(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。
我们要进行图形编程，就必须先讲解Graphics类，同时我们还必须掌握Pen、Brush和Rectangle这几种类。GDI+比GDI优越主要表现在两个方面：第（一）GDI+通过提供新功能（例如：渐变画笔和alpha混合）扩展了GDI的功能；第（二）修订了编程模型，使图形编程更加简易灵活。

1.2 Graphics类
  
   Graphics类封装一个GDI+绘图图面，提供将对象绘制到显示设备的方法，Graphics与特定的设备上下文关联。画图方法都被包括在Graphics类中，在画任何对象（例如:Circle,Rectangle）时，我们首先要创建一个Graphics类实例，这个实例相当于建立了一块画布，有了画布才可以用各种画图方法进行绘图。
  绘图程序的设计过程一般分为两个步骤：
  （一）创建Graphics对象；
  （二）使用Graphics对象的方法绘图、显示文本或处理图像。
  通常我们使用下述三种方法来创建一个Graphics对象。
  方法一、利用控件或窗体的Paint事件中的PainEventArgs在窗体或控件的Paint事件中接收对图形对象的引用，作为PaintEventArgs （PaintEventArgs指定绘制控件所用的Graphics）的一部分，在为控件创建绘制代码时，通常会使用此方法来获取对图形对象的引用。
例如：
//窗体的Paint事件的响应方法
private void form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) 
{ 
    Graphics g = e.Graphics; 
} 
也可以直接重载控件或窗体的OnPaint方法，具体代码如下所示：
protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)  
{ 
    Graphics g = e.Graphics; 
}
Paint事件在重绘控件时发生。 
方法二、调用某控件或窗体的CreateGraphics方法
调用某控件或窗体的CreateGraphics方法以获取对Graphics对象的引用，该对象表示该控件或窗体的绘图图面。如果想在已存在的窗体或控件上绘图，通常会使用此方法。
例如：
Graphics g = this.CreateGraphics(); 
方法三、调用Graphics类的FromImage静态方法
由从Image继承的任何对象创建Graphics对象。在需要更改已存在的图像时，通常会使用此方法。
例如：
//名为“g1.jpg”的图片位于当前路径下
Image img = Image.FromFile("g1.jpg");//建立Image对象
Graphics g = Graphics.FromImage(img);//创建Graphics对象

１．Graphics类的方法成员
有了一个Graphics的对象引用后，就可以利用该对象的成员进行各种各样图形的绘制，表1列出了Graphics类的常用方法成员。

名称	说明
DrawArc	画弧。
DrawBezier	画立体的贝尔塞曲线。
DrawBeziers	画连续立体的贝尔塞曲线。
DrawClosedCurve	画闭合曲线。
DrawCurve	画曲线。
DrawEllipse	画椭圆。
DrawImage	画图像。
DrawLine	画线。
DrawPath	通过路径画线和曲线。
DrawPie	画饼形。
DrawPolygon	画多边形。
DrawRectangle	画矩形。
DrawString	绘制文字。
FillEllipse	填充椭圆。
FillPath	填充路径。
FillPie	填充饼图。
FillPolygon	填充多边形。
FillRectangle	填充矩形。
FillRectangles	填充矩形组。
FillRegion	填充区域。

在.NET中，GDI+的所有绘图功能都包括在System、System.Drawing、System.Drawing.Imaging、System.Drawing.Darwing2D和System.Drawing.Text等命名空间中，因此在开始用GDI+类之前，需要先引用相应的命名空间。
2．引用命名空间
在C#应用程序中使用using命令已用给定的命名空间或类，下面是一个C#应用程序引用命名空间的例子：
using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Data; 
using System.ComponentModel; 
using System.Drawing; 
using System.Drawing.Drawing2D; 
using System.Drawing.Imaging;

1.3 常用画图对象

在创建了Graphics对象后，就可以用它开始绘图了，可以画线、填充图形、显示 
文本等等，其中主要用到的对象还有： Color：用来用patterns、colors或者bitmaps进行填充。
Pen：用来画线和多边形，包括矩形、圆和饼形。
Font：用来给文字设置字体格式。
Brush：用来描述颜色。
Rectangle：矩形结构通常用来在窗体上画矩形。
Point：描述一对有序的x,y两个坐标值。

1．Pen类
Pen用来绘制指定宽度和样式的直线。使用DashStyle属性绘制几种虚线，可以使用各种填充样式（包括纯色和纹理）来填充Pen绘制的直线，填充模式取决于画笔或用作填充对象的纹理。
使用画笔时，需要先实例化一个画笔对象，主要有以下几种方法。
用指定的颜色实例化一只画笔的方法如下：
public Pen(Color);
用指定的画刷实例化一只画笔的方法如下：
  public Pen(Brush);
用指定的画刷和宽度实例化一只画笔的方法如下：
public Pen(Brush, float); 
用指定的颜色和宽度实例化一只画笔的方法如下：
public Pen(Color, float); 
实例化画笔的语句格式如下：
Pen pn=new Pen(Color.Blue);
或者
Pen pn=new Pen(Color.Blue,100);

Pen常用的属性有以下几个，如下表所示：

名称	说明
Alignment	获得或者设置画笔的对齐方式。
Brush	获得或者设置画笔的属性。
Color	获得或者设置画笔的颜色。
Width	获得或者设置画笔的宽度。

2.Color类

在自然界中，颜色大都由透明度（A）和三基色（R,G,B）所组成。在GDI+中，通过Color结构封装对颜色的定义，Color结构中，除了提供（A,R,G,B）以外，还提供许多系统定义的颜色，如Pink（粉颜色），另外，还提供许多静态成员，用于对颜色进行操作。Color结构的基本属性如下表所示：

名称	说明
A	获取此Color结构的alpha分量值，取值(0～255)。
R	获取此Color结构的红色分量值，取值(0～255)。
G	获取此Color结构的绿色分量值，取值(0～255)。
B	获取此Color结构的蓝色分量值，取值(0～255)。
Name	获取此Color结构的名称，这将返回用户定义的颜色的名称或已知颜色的名称（如果该颜色是从某个名称创建的），对于自定义的颜色，将返回RGB值。

Color类的基本(静态)方法如下表所示：

名称	说明
FromArgb	从四个8位ARGB分量（alpha、红色、绿色和蓝色）值创建Color对象。
FromKnowColor	从指定的预定义颜色创建一个Color对象。
FromName	从预定义颜色的指定名称创建一个Color对象。

Color类的对象可以通过已有颜色构造，也可以通过RGB建立，例如：
Color clr1 = Color.FromArgb(122,25,255);
Color clr2 = Color.FromKnowColor(KnowColor.Brown);//KnownColor为枚举类型
Color clr3 = Color.FromName("SlateBlue");

在图像处理中一般需要获取或设置像素的颜色值，获取一幅图像的某个像素颜色值的具体步骤如下：
（1）定义Bitmap
Bitmap myBitmap = new Bitmap("c:\\MyImages\\TestImage.bmp");
（2）定义一个颜色变量把在指定位置所取得的像素值存入颜色变量中
Color c = new Color();
c = myBitmap.GetPixel(10,10);//获取此Bitmap中指定像素的颜色。
（3）将颜色值分解出单色分量值
int r,g,b; 
r= c.R; 
g=c.G; 
b=c.B;

3.Font类

Font类定义特定文本格式，包括字体、字号和字形属性。Font类的常用构造函数是public Font(string字体名,float字号，FontStyle字形)，其中字号和字体为可选项和public Font(string字体名,float 字号)，其中“字体名”为Font的FontFamily的字符串表示形式。下面是定义一个Font对象的例子代码：
FontFamily fontFamily = new FontFamily("Arial"); 
Font font = new Font(fontFamily,16,FontStyle.Regular,GraphicsUnit.Pixel);

字体常用属性如下表所示：

名称	说明
Bold	是否为粗体。
FontFamily	字体成员。
Height	字体高。
Italic	是否为斜体。
Name	字体名称。
Size	字体尺寸。
SizeInPoints	获取此Font对象的字号，以磅为单位。
Strikeout	是否有删除线。
Style	字体类型。
Underline	是否有下划线。
Unit	字体尺寸单位。

4.Brush类

Brush类是一个抽象的基类，因此它不能被实例化，我们总是用它的派生类进行实例化一个画刷对象，当我们对图形内部进行填充操作时就会用到画刷。

5.Rectangle类

存储一组整数，共四个，表示一个矩形的位置和大小。矩形结构通常用来在窗体上画矩形，除了利用它的构造函数构造矩形对象外，还可以使用Rectangle结构的属性成员，其属性成员如下表所示：

名称	说明
Bottom	底端坐标
Height	矩形高
IsEmpty	测试矩形宽和高是否为0
Left	矩形左边坐标
Location	矩形的位置
Right	矩形右边坐标
Size	矩形尺寸
Top	矩形顶端坐标
Width	矩形宽
X	矩形左上角顶点X坐标
Y	矩形左上角顶点Y坐标

Retangle结构的构造函数有以下两个：
1、用指定的位置和大小初始化Rectangle类的新实例。
public Retangle(Point,Size);//Size结构存储一个有序整数对，通常为矩形的宽度和高度。
2、使用矩形4个点的坐标初始化Rectangle类的新实例。
public Rectangle(int,int,int,int);

6.Point类

用指定坐标初始化Point类的新实例。这个结构很像C++中的Point结构，它描述了一对有序的x,y两个坐标值，其构造函数为：public Point(int x,int y)；其中x为该点的水平位置；y为该点的水垂直位置。
下面是构造Point对象的例子代码： 
Point pt1=new Point(30,30); 
Point pt2=new Point(110,100);