《GDI图形图像编程》课件

《GDI图形图像编程》by课程目标理解GDI基本概念掌握GDI图形图像编程的基础知识，包括设备环境、图形绘制、文本输出等。熟悉GDI常用API学习并掌握常用的GDI函数和方法，能够进行基本的图形图像操作。掌握GDI+技术了解GDI+的特性和功能，能够使用GDI+进行更高级的图形图像处理。GDI简介WindowsAPIGDI是WindowsAPI的一部分，提供图形和图像绘制的函数库。图形设备接口GDI允许应用程序以独立于设备的方式绘制图形，从而实现跨平台的图形兼容性。图形编程通过使用GDI函数，开发人员可以创建各种图形元素，如线条、形状、文本和图像。GDI工作原理1应用程序调用应用程序通过GDI函数向Windows发送绘图请求。2GDI处理请求GDI解释请求并将其转换为设备相关的指令。3设备驱动程序设备驱动程序接收指令并控制硬件执行绘图操作。设备环境及其创建屏幕设备显示器、打印机等。打印机设备打印机、绘图仪等。内存设备内存、显卡等。图形绘制基础1绘制直线和曲线使用GDI函数绘制直线和曲线，例如LineTo、MoveTo、Arc等。2绘制矩形和椭圆使用GDI函数绘制矩形和椭圆，例如Rectangle、Ellipse等。3绘制多边形使用GDI函数绘制多边形，例如Polygon、Polyline等。画笔及其使用画笔类型GDI提供了多种类型的画笔，包括实线画笔、虚线画笔、点画笔等。画笔属性每个画笔都有其独特的属性，例如颜色、宽度、样式等。画笔使用可以使用画笔来绘制线条、矩形、圆形等图形。文字输出方法文本绘制使用GDI函数将文本绘制到设备上下文，例如TextOut函数。字体设置选择合适的字体、大小、颜色和样式等属性来呈现文字。文本格式化利用文本对齐、换行、间距等方法对文字进行格式化。图像绘制GDI提供了丰富的函数，用于绘制各种类型的图像，包括线段、矩形、圆形、椭圆形、多边形等。通过使用不同的绘图工具和属性，可以创建出各种风格的图像效果。例如，可以使用不同的颜色、线宽、填充模式等来改变图像的外观。图像加载及保存1加载图像使用GDI函数LoadImage加载图像文件2保存图像使用GDI函数SaveImage保存图像到文件3格式支持支持BMP、GIF、JPEG等格式图像加载及保存是GDI图形图像编程中的重要环节，通过使用LoadImage和SaveImage函数，可以方便地加载和保存各种格式的图像文件。坐标变换平移将图形沿指定方向移动一定距离，改变图形的位置。缩放将图形按比例放大或缩小，改变图形的大小。旋转将图形绕指定点旋转一定角度，改变图形的方向。剪切将图形沿指定方向倾斜，改变图形的形状。仿射变换将图形进行平移、缩放、旋转、剪切的组合变换，改变图形的形状和位置。区域剪裁1定义区域区域剪裁允许您指定要绘制的区域，可以使图形仅在特定区域内可见。2剪裁形状您可以使用矩形、椭圆形、多边形等形状来定义剪裁区域。3复杂剪裁通过组合不同剪裁区域，可以实现更复杂的图形效果。图形样式画笔画笔用于绘制线条、曲线和图形，可以设置颜色、宽度、线型等属性。填充填充用于为封闭图形填充颜色或图案，可以设置颜色、图案、渐变等属性。字体字体用于显示文本，可以设置字体名称、大小、颜色、加粗、斜体等属性。三维绘图基础GDI+提供了基本的三维绘图功能，用于创建简单的三维场景。它允许您定义三维坐标系，并使用点、线、面等元素绘制三维图形。GDI+三维绘图主要涉及以下步骤：定义三维坐标系创建三维图形对象设置图形属性绘制图形渲染场景三维变换1缩放改变物体大小2平移移动物体位置3旋转改变物体方向三维场景管理场景构建创建场景中的对象、光源和摄像机，并设置它们的位置、大小和属性。对象管理加载、删除、更新和操作场景中的对象，例如移动、旋转和缩放。场景渲染使用光照、材质和纹理等技术渲染场景，并生成最终的图像。碰撞检测检测场景中不同对象之间的碰撞，用于游戏或交互式应用。光照模型环境光模拟来自周围环境的光线，提供均匀的照明。点光源模拟单个光源，如灯泡，光线向各个方向传播。聚光灯模拟具有方向性和范围的光源，如手电筒。方向光模拟来自无限远的光源，如太阳，光线平行传播。材料属性1颜色材料的颜色决定了它如何反射光线，从而影响其外观。2纹理纹理可以是表面上的图案或凹凸不平，它可以增加材料的真实感。3光泽度光泽度决定了材料表面反射光线的程度，高光泽度表面会反射更多的光线，看起来更光亮。4透明度透明度决定了材料对光线的透射程度，完全透明的材料会让光线完全穿过，而完全不透明的材料会阻挡光线。纹理贴图纹理贴图是将图像映射到三维模型表面，以增加其视觉细节和真实感的技术。纹理图像可以是任何类型的图像，例如照片、绘画或数字艺术。纹理贴图可以用于模拟各种表面，例如木材、石头、金属、皮肤等等。纹理贴图在三维图形中发挥着至关重要的作用，因为它可以显著提高模型的视觉真实感。它允许开发人员为物体添加细节和复杂性，而无需创建复杂的几何形状。纹理贴图广泛应用于游戏开发、电影制作、建筑可视化等领域。阴影渲染深度感知阴影模拟光线遮挡，增强物体立体感。光照效果阴影与光源位置、方向相关。视觉逼真阴影增强画面真实度，提升视觉体验。特殊效果发光效果使用颜色渐变、模糊或半透明效果，模拟发光效果。水彩效果模拟水彩画笔的笔触和颜色晕染效果，营造艺术感。滤镜效果使用各种滤镜，如灰度、色调、模糊等，调整图像风格。性能优化减少绘图次数尽可能减少不必要的重绘操作，例如使用双缓冲技术。使用位图缓存将常用的图像和图形存储在内存中，以便快速访问。优化代码逻辑使用高效的算法和数据结构，避免冗余操作。DirectX与OpenGLDirectX主要用于Windows平台，由微软开发，提供图形、音频、输入等功能。OpenGL跨平台图形API，由图形硬件供应商联合开发，适用于多种平台。GDI+简介GDI+是一个用于Windows平台的2D图形绘制API，它提供了丰富的图形绘制功能，例如：画线、画矩形、画圆、填充颜色、绘制文本、加载和保存图像等。GDI+继承了GDI的功能，并进行了改进和扩展，它提供了一个更易于使用、更强大、更灵活的图形绘制API。GDI+基于面向对象的编程模型，它定义了一组类来表示图形对象，例如：笔、画刷、字体、图像、路径等。开发人员可以使用这些类来创建图形对象，并使用这些对象来绘制图形。GDI+对象模型图形对象例如：画笔、画刷、字体、路径等。图像对象例如：位图、元文件、图标等。设备上下文对象表示绘图目标，如窗口、打印机等。GDI+图形绘制1画笔和画刷使用GDI+画笔和画刷绘制线条、填充区域2几何图形绘制矩形、椭圆、圆形、多边形等3文字渲染显示文本，设置字体、字号、颜色GDI+位图操作位图加载使用Bitmap类加载图像文件，例如JPEG、PNG、BMP等。位图保存将位图对象保存到文件，可以选择不同的图像格式。像素操作直接访问位图像素数据，进行颜色修改、图像处理等操作。位图缩放调整位图大小，可以进行放大、缩小，并控制缩放质量。GDI+矢量图形路径GDI+使用路径来表示矢量图形。形状基本形状，如矩形、椭圆和多边形，可以使用路径来创建。变换对矢量图形进行缩放、旋转和移动。GDI+文字处理使用GDI+绘制文本,您可以自定义字体、大小、颜色、对齐方式、样式等等。支持多种文本格式，包括富文本、超链接、阴影等，可以满足多种应用场景需求。GDI+文字处理性能优异，可以流畅地绘制各种文本内容，并支持抗锯齿等优化功能。GDI+性能优化减少绘图次数尽可能将多个绘制操作合并成一个，避免频繁调用绘图函数。使用缓存将绘制结果缓存到内存中，避免重复绘制，