Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет
Кафедра математики
Компьютерная Графика
Отчёт по лабораторной работе №2
Основы создания графических приложений в системе Windows
GDI+
Выполнил: студент 2 курса группы ПМИ-34,
Ибрагимов Ринат Радикович
Проверил: старший преподаватель кафедры ВВТиС,
Мухтаров Айрат Радикович
г. Уфа, УГАТУ, Апрель 25, 2012
Задание
Создать приложение для Windows, в окне которого средствами GDI, с помощью графических примитивов, рисуются разноцветные буквы (инициалы), совершающие равноускоренное движение.
Так же, приложение должно содержать визуализацию картинки на тему «Космическая ракета».
Теоретическая часть
GDI (Graphics Device Interface, Graphical Device Interface) — один из трёх основных компонентов или «подсистем», вместе с ядром и Windows API составляющих пользовательский интерфейс (оконный менеджер GDI) Microsoft Windows.
GDI — это интерфейс Windows для представления графических объектов и передачи их на устройства отображения, такие как мониторы и принтеры.
С выходом Windows XP появился потомок подсистемы, GDI+, основанный на C++.
GDI+ является улучшенной средой для 2D-графики, в которую добавлены такие возможности, как сглаживание линий (antialiasing), использование координат с плавающей точкой, градиентная заливка, внутренняя поддержка таких графических форматов, как JPEG и PNG, куда лучшая поддержка регионов отсечения с возможностью использовать в них координаты с плавающей точкой (а не 16-битные целые) и применения к ним World Transform, преобразования двумерных матриц и т. п. GDI+ использует ARGB-цвета. Эти возможности используются в пользовательском интерфейсе Windows XP, а их присутствие в базовом графическом слое облегчает использование систем векторной графики, таких как Flash или SVG.
Динамические библиотеки GDI+ могут распространяться вместе с приложениями для использования в предыдущих версиях Windows.
GDI+ схож с подсистемой Quartz 2D у Apple и библиотеками с открытым кодом libart и Cairo.
GDI+ есть не более чем набор оберток над обычной GDI. В Windows 7 появился новый API Direct2D, который есть примерно то же, но реализован «сверху донизу» вплоть до драйвера видеокарты (точнее, использует некие возможности Direct3D в этом драйвере), и может использовать аппаратное ускорение — т. е. трехмерный видеопроцессор для рисования некоторых двухмерных объектов (antialiasing и т. д.)
Выполнение работы
Исходный код полученного приложения, компилируемый в системе windows с помощью средств Microsoft Visual Studio 2010, прилагается к отчёту (laba2cg.zip).
Здесь же приведу разбор исходного кода. Кстати, он большей частью состоит из кода первой лабораторной работы.
Подключаем заголовочные файлы
#include <windows.h>
#include <windowsx.h>
#include <stdexcept>
#include <gdiplus.h>
#include <tchar.h>
#include <memory> // нужен для подключения умного указателя std::auto_ptr
#include <locale>
#include <string>
#include<vector>
#include <algorithm>
Так же мы создадим ресурс для приложения – а именно, строку меню. Описание этих ресурсов поместим в файл, который так же подключим.
#include "resource.h"
Далее, параметры окна и переменные
HINSTANCE g_hInstance = NULL;
using namespace Gdiplus;
using namespace std;
TCHAR const CLASS_NAME[] = _T("MainWndClass");
TCHAR const WINDOW_TITLE[] = _T("Простейшая Анимация 2");
auto_ptr<Bitmap> g_pBitmap;
int winH = 500, winW = 700;// размер окна по умолчанию
enum{ ANIMATION_TIMER_ID = 1 }; //у нас всего один таймер
DWORD g_lastTick;
UINT_PTR g_timerId = 0;
int glide = 0, polos=103;
WCHAR fio[]=L"Ибрагимов\nРинат\nРадикович";
Функция, которая создаёт окно с меню:
HWND CreateMainWindow(HINSTANCE hInstance){
HMENU hMainMenu = LoadMenu(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDR_MAIN_MENU));
HWND hMainWindow = CreateWindowEx(0, CLASS_NAME, WINDOW_TITLE, WS_OVERLAPPEDWINDOW, 20, 20, winW, winH, NULL, hMainMenu, hInstance, NULL);
return hMainWindow;
}
Для инициализации и отключения GDI+ лучше написать класс.
class CGdiplusInitializer {
public:
CGdiplusInitializer(){
Gdiplus::GdiplusStartupInput input;
Gdiplus::GdiplusStartupOutput output;
if(Gdiplus::GdiplusStartup(&m_token, &input, &output) != Gdiplus::Ok){ // Не удалось throw std::runtime_error("Failed to initialize GDI+");
}
}
~CGdiplusInitializer(){
Gdiplus::GdiplusShutdown(m_token);
}
private:
ULONG_PTR m_token;
};
Класс области из предыдущей лабораторной работы
class Area { //класс, орпеделяющий эээ... место для фигур, и эээ.. жирность
public:
int top; //отступ сверху
int left; //слева
int width; //ширина фигуры
int height; //высота
int bold; //жирность
Area(int l=20, int t=10, int w=50, int h=80, int b=5){ //конструктор
top = t;
left = l;
width = w;
height = h;
bold = b;
}
~Area(){}
};
Функции рисования конуса и капли переписаны с использованием GDI+
void conus(Graphics *g, Pen &pen, Brush &brush, Area A, bool top = true){
Point *pntArray = new Point[3];
if(top == false){
pntArray[0].X = A.left+A.width/2; pntArray[0].Y = A.top+A.height;
pntArray[1].X = A.left+A.width; pntArray[1].Y = A.top;
pntArray[2].X = A.left; pntArray[2].Y = A.top;
} else {
pntArray[0].X = A.left+A.width/2; pntArray[0].Y = A.top;
pntArray[1].X = A.left+A.width; pntArray[1].Y = A.top+A.height;
pntArray[2].X = A.left; pntArray[2].Y = A.top+A.height;
}
g->FillPolygon(&brush, pntArray, 3);
g->DrawPolygon(&pen, pntArray, 3);
}
void drop(Graphics *g, Pen &pen, Brush &brush, Area A){
g->FillPie(&brush, A.left, A.top-A.height, A.width, 2*A.height, 0, 180);
g->DrawPie(&pen, A.left, A.top-A.height,A.width, 2*A.height, 0, 180);
}
Функция, отвечающая за показ стандартного диалогового окна выбора файла. Кстати, там будет фильтр, ограничивающий выбор только изображениями, при желании.
void InitFileNameStructure(HWND hwndOwner, OPENFILENAME *pOpenFileName, TCHAR *pFileName, DWORD maxFileName){
ZeroMemory(pOpenFileName, sizeof(OPENFILENAME));
pOpenFileName->lStructSize = sizeof(OPENFILENAME);
pOpenFileName->hwndOwner = hwndOwner;
pOpenFileName->hInstance = g_hInstance;
pOpenFileName->nMaxFile = maxFileName;
pOpenFileName->lpstrFile = pFileName;
pOpenFileName->lpstrFilter =
_T("Images (BMP, PNG, JPG, TIFF)\0*.bmp;*.png;*.jpg;*.tif\0")
_T("All files\0*.*\0")
_T("\0");
}
Обработка выбора пункта меню – «открыть файл».
void OnOpenFile(HWND hwnd, UINT codeNotify){
OPENFILENAME ofn; TCHAR fileName[MAX_PATH + 1] = _T("");
InitFileNameStructure(hwnd, &ofn, fileName, MAX_PATH);
if (GetOpenFileName(&ofn)){
Image img(ofn.lpstrFile);
if (img.GetLastStatus() == Ok){
g_pBitmap = auto_ptr<Bitmap>(new Bitmap(img.GetWidth(), img.GetHeight(), PixelFormat32bppARGB));
Graphics g(g_pBitmap.get());
g.DrawImage(&img, 0, 0);
InvalidateRect(hwnd, NULL, TRUE);
}
}
}
std::wstring WStringToLower(std::wstring const& str){
std::wstring result(str);
std::transform(result.begin(), result.end(), result.begin(), ::tolower);
return result;
}
Теперь займёмся функциями, которые отвечают за запись в файлы.
CLSID GetEncoderCLSID(std::wstring const& fileExtension){ // Приводим разрешение к виду "*.разрешение"
std::wstring extensionMask = L"*." + WStringToLower(fileExtension) + L";"; // Запрашиваем у GDI+ количество кодировщиков изображений и размер блока данных для хранения их описания
UINT numEncoders, encodersSize;
GetImageEncodersSize(&numEncoders, &encodersSize); // Выделяем буфер для хранения информации о кодировщиках
std::vector<BYTE> encodersBuffer(encodersSize); // Запрашиваем у GDI+ информацию обо всех кодировщиков
ImageCodecInfo* pInstalledCodecs = reinterpret_cast<ImageCodecInfo *>(&encodersBuffer[0]);
GetImageEncoders(numEncoders, encodersSize, pInstalledCodecs);
ImageCodecInfo * pMatchedCodec = NULL;
for (unsigned i = 0; i < numEncoders; ++i){ // ищем подходящий кодировщик изображений
ImageCodecInfo & codec = pInstalledCodecs[i]; // получаем расширения файлов, поддерживаемых данным кодировщиком в формате: *.jpg;*.jpe;*.jpeg;
std::wstring extensions = WStringToLower(codec.FilenameExtension) + L";";
if(extensions.find(extensionMask) != wstring::npos){ // Если в списке расширений содержится маска расширения файла то кодек считается найденным
return codec.Clsid;
}
}
return CLSID_NULL; // не нашли подходящий кодировщик, возвращаем нулевой идентификатор
}
Получение типа файла.
std::wstring GetFileExtension(std::wstring const& fileName){
size_t dotPos = fileName.find_last_of(L'.');
if(dotPos != std::wstring::npos){
return fileName.substr(dotPos + 1);
} else {
return std::wstring();
}
}
Ну вот и само «Сохранение картинки в файл».
void SaveBitmap(Bitmap & bitmap, std::wstring const& fileName, int quality = 0){
std::wstring fileExtension = GetFileExtension(fileName); // получаем расширение выходного файла
CLSID codecId = GetEncoderCLSID(fileExtension); // Получаем идентификатор по расширению файла
if (IsEqualCLSID(codecId, CLSID_NULL)){ return; } // Если вернули CLSID_NULL (кодек не найден), то выходим
EncoderParameters params; // заполняем параметры кодировщика
params.Count = 1;// у нас только один параметр (степень компресии 0-100)
EncoderParameter & param0 = params.Parameter[0]; // заполняем характеристики параметра качество сжатия
LONG qualityParam = quality;
param0.Guid = EncoderCompression;// идентификатор параметра "компрессия"
param0.NumberOfValues = 1; // в массиве параметров содержится одно значение
param0.Type = EncoderParameterValueTypeLong; // тип значений LONG
param0.Value = &qualityParam; // адрес массива параметров
bitmap.Save(fileName.c_str(), &codecId, ¶ms); // сохраняем изображение с использованием подобранного кодировщика и параметра Quality (на практике используется только в JPEG-е)
}
Нажатие на кнопку «сохранить»:
void OnSaveFile(HWND hwnd, UINT codeNotify){
if (!g_pBitmap.get()){ return; } // Если изображение не открыто, то его и сохранить нельзя
Graphics g(g_pBitmap.get());
Font font(L"Segoe UI", 48);
RectF bounds(0, 0, winW, winH);
LinearGradientBrush brush4(bounds, Color(255,0,0), Color(255,255,255,255), LinearGradientModeBackwardDiagonal);
g.DrawString(fio, -1, &font, bounds, NULL, &brush4);// Выводим текст приветствия, длина -1 означает, что строка заканчивается нулем
OPENFILENAME ofn;
TCHAR fileName[MAX_PATH + 1] = _T("");
InitFileNameStructure(hwnd, &ofn, fileName, MAX_PATH);
if (GetSaveFileName(&ofn)){
SaveBitmap(*g_pBitmap, fileName, 95);
}
}
Теперь перейдём к рисованию на экране. На этот раз мы не будем анимировать буквы.
Функция контроля параметров анимации, на этот раз только огонь.
void Animate(HWND hwnd){
if(glide<40) glide++; else glide = 0;
InvalidateRect(hwnd, NULL, TRUE);
UpdateWindow(hwnd);
}
События окна.
void OnDestroy(HWND){ PostQuitMessage(0); }
void OnExit(HWND hwnd, UINT codeNotify){ DestroyWindow(hwnd); }
BOOL OnCreate(HWND hwnd, LPCREATESTRUCT){
g_lastTick = GetTickCount();
g_timerId = SetTimer(hwnd, ANIMATION_TIMER_ID, 20, NULL);
return (g_timerId != 0);
}
Событие выбора пункта меню
void OnCommand(HWND hwnd, int id, HWND hwndCtl, UINT codeNotify){
switch(id){
case ID_FILE_OPEN_IMAGE: OnOpenFile(hwnd, codeNotify); break;
case ID_FILE_SAVE_IMAGE_AS: OnSaveFile(hwnd, codeNotify); break;
case ID_FILE_EXIT: OnExit(hwnd, codeNotify); break;
}
}
«Тик» таймера
void OnTimer(HWND hwnd, UINT id){
switch (id){
case ANIMATION_TIMER_ID:
Animate(hwnd);
break;
}
}
Тоже событие окна, но рисование
void OnPaint(HWND hwnd) {
Насоздаём переменных и «теневой экран»
PAINTSTRUCT ps;
HDC dc = BeginPaint(hwnd, &ps);
HDC mdc = CreateCompatibleDC(dc);
HBITMAP bdc = CreateCompatibleBitmap(dc,winW,winH);
SelectObject(mdc,bdc);
BitBlt(mdc, 0,0, winW,winH, NULL, 0,0, WHITENESS);
Инициализируем объект Graphics из GDI+
Graphics g(mdc);
g.SetPageUnit(UnitPixel);
Font font(L"Segoe UI", 48);
RectF bounds(0, 0, winW, winH);
Если мы не должны показать в окне никакой картинки, просто рисуем ракету с текстом
if(g_pBitmap.get() != NULL){
g.DrawImage(g_pBitmap.get(), 0, 0);
} else {
Graphics *G = &g;
g.SetSmoothingMode(Gdiplus::SmoothingModeHighQuality);
LinearGradientBrush brush1(bounds, Color(0,0,0), Color(200,200,200),LinearGradientModeVertical), brush4(bounds, Color(0,0,0, 0), Color(255,255,255, 255), LinearGradientModeBackwardDiagonal);
SolidBrush brush(Color(25,25,112)), brush2(Color(255,0,0)), brushFlameCold(Color(255,215-2*glide,0)), brushFlameHot(Color(255-2*glide,191+glide,0)), brushIlum(Color(0,127,255));
Pen pen1(Color(255, 0, 0), 2), pen2(Color(0, 255, 0), 2), pen3(Color(0, 0, 255), 2), pen4(Color(255, 255, 255), 2);
g.FillRectangle(&brush, 0, 0, winW, winH); //фон
g.FillRectangle(&brush1,450, 100, 51, 260); //ракета, цилиндр
conus(G, pen1, brushFlameHot, Area(449, 20, 53, 80));//ракета, нос
for(int i=0;i<5;i++){
polos=polos+9;
g.FillRectangle(&brush2, 450, polos, 51, 3);//ракета, полосы верхние
g.FillRectangle(&brush2, 450, polos+110, 51, 3);//ракета, полосы нижние
}
polos=103;
g.FillEllipse(&brushIlum,460,103, 31,31);
g.FillEllipse(&brushIlum,460,140, 31,31);
drop(G, pen4, brushFlameCold, Area(442, 170, 15, 25)); //пламя из направляющих
drop(G, pen4, brushFlameCold, Area(494, 170, 15, 25));
drop(G, pen4, brushFlameCold, Area(426, 355, 100, 150)); //Основное пламя из ускорителей
conus(G, pen4, brushFlameHot, Area(426, 365, 45, 100),false); //Пламя из ускорителей
conus(G, pen4, brushFlameHot, Area(478, 365, 45, 100),false);
conus(G, pen1, brush1, Area(426, 235, 47, 130)); //ракета, ускорители
conus(G, pen1, brush1, Area(478, 235, 47, 130));
conus(G, pen1, brush1, Area(441, 135, 17, 35)); //ракета, направляющие двигатели
conus(G, pen1, brush1, Area(493, 135, 17, 35));
g.DrawString(fio, -1, &font, bounds, NULL, &brush4);
}
BitBlt(dc, 0,0, winW,winH, mdc, 0,0, SRCCOPY);
EndPaint(hwnd, &ps);
}
Хук обработки событий.
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam){
switch (uMsg){
HANDLE_MSG(hwnd, WM_DESTROY, OnDestroy);
HANDLE_MSG(hwnd, WM_TIMER, OnTimer);
HANDLE_MSG(hwnd, WM_PAINT, OnPaint);
HANDLE_MSG(hwnd, WM_CREATE, OnCreate);
HANDLE_MSG(hwnd, WM_COMMAND, OnCommand);
case WM_ERASEBKGND: return 1;
}
return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}
Создание класса приложения
bool RegisterWndClass(HINSTANCE hInstance){
WNDCLASSEX wndClass = {
sizeof(wndClass), //UINT cbSize;
CS_HREDRAW | CS_VREDRAW, //UINT style;
&WindowProc, //WNDPROC lpfnWndProc;
0, //int cbClsExtra;
0, //int cbWndExtra;
hInstance, //HINSTANCE hInstance;
NULL, //HICON hIcon;
LoadCursor(NULL, IDC_ARROW), //HCURSOR hCursor;
(HBRUSH)(COLOR_BTNFACE + 1), //HBRUSH hbrBackground;
NULL, //LPCTSTR lpszMenuName;
CLASS_NAME, //LPCTSTR lpszClassName;
NULL, //HICON hIconSm;
};
return RegisterClassEx(&wndClass) != FALSE;
}
Основной цикл приложения
int MainLoop(HWND hMainWindow){
HACCEL accel = LoadAccelerators(g_hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDR_MAIN_MENU)); MSG msg;
BOOL res;
while((res = GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) != 0){
if (res == -1){ // произошла ошибка - нужно обработать ее и, вероятно, завершить работу приложения
} else { // Пытаемся обработать сообщение как сообщение от нажатия клавиш быстрого доступа
if(!TranslateAccelerator(hMainWindow, accel, &msg)){ // Это не сообщение о нажатии клавиш быстрого доступа обрабатываем сообщение стандартным образом
TranslateMessage(&msg); // Если это сообщение о нажатии виртуальной клавиши, то добавляем в очередь сообщений сообщения, несущие информацию о коде вводимого пользователем символа
DispatchMessage(&msg); // передаем сообщение в соответствующую оконную процедуру
}
}
}
// сюда мы попадем только в том случае извлечения сообщения WM_QUIT. msg.wParam содержит код возврата, помещенный при помощи функции PostQuitMessage()
return msg.wParam;
}
И старт программы. Мы ыыполняем инициализацию GDI+.
При выходе из блока try произойдет автоматическая деинициализация GDI+
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE, LPSTR, int nCmdShow){
try {
CGdiplusInitializer initializer;
if (!RegisterWndClass(hInstance)) { return 1; } // Регистрируем класс главного окна
HWND hMainWindow = CreateMainWindow(hInstance); // Создаем главное окно приложения
if (hMainWindow == NULL) { return 1; }
ShowWindow(hMainWindow, nCmdShow); // Показываем главное окно приложения
UpdateWindow(hMainWindow);
int result = MainLoop(hMainWindow); // Запускаем цикл выборки сообщений, пока не получим сигнал о завершении приложения
g_pBitmap.release(); // Удаляем растр перед выходом g_pBitmap.release();
return result;
} catch (std::runtime_error &){ // ошибка инициализации gdi+
return 2;
}
}
Скриншот