第8讲 绘图

第8讲绘图
Windows是一个图形操作系统。

传统的Windows程序设计方法在处理有关图形的设计时，多是按照自Windows诞生以来的方法——图形设备接口GDI来进行的。

C++ Builder 的VCL对庞大繁杂的GDI绘图系统进行了良好的封装，提供了简便易用的TCanvas画布类，使得在Windows中进行图形编程变得简单。

1 颜色表示
根据颜色的RGB三基色模型，自然界中任何一种颜色都可以用红、绿、蓝三种基本色来表示。

在计算机程序中，对于最常用的24位色，红、绿、蓝每种分量各占一个字节即8位的存储空间，它们的取值范围都是0~255，共可组合出256*256*256=16777216种颜色。

因为颜色可由一个三元的矢量(R,G,B)来表示，所以三元组合(0,0,0)用来表示黑色，因为所有颜色的强度都为0；而三元组合(255,0,0)用来表示红色；(255,255,0)用来表示黄色（红+绿=黄）。

在程序中使用颜色的方法有两种：
●使用C++ Builder提供的宏“RGB()”
例如绿色可以表示为RGB(0,255,0)，白色可以表示为RGB(255,255,255)等。

●使用Graphic.hpp中定义的一些颜色常量
例如clBlack、clGreen、clLime、clOlive、clRed等。

2 TCanvas画布常用属性
TCanvas画布的属性非常多，而且它的许多属性本身又是一个对象，这些对象又包含了许多各自的子属性。

2.1 画笔属性
TCanvas的画笔属性(Pen)是一个TPen对象。

它设置了在使用画布进行画线时，画笔的宽度、颜色、线型和绘图模式。

●Width属性
该属性用于确定画笔的宽度，默认值为1。

可以按如下代码设置笔的宽度为5：Canvas->Pen->Width = 5;
●Color属性
该属性用于确定画笔的颜色，默认值为黑色。

可以按如下代码设置笔的颜色为蓝色：
Canvas->Pen->Color = clBlack;
或
Canvas->Pen->Color = RGB(0,0,255);
●Style属性
该属性确定画笔画线的各种类型。

线的类型如下表所列：
2.2 画刷属性
TCanvas的画刷属性(Brush)是一个TBrush对象，它封装了Windows的刷子对象，可以用颜色和图案来填充矩形、多边形和圆等。

可以使用画刷的Color属性设置画刷的颜色或使用画刷的Bitmap属性设置画刷的填充图案，Bitmap属性是一个TPicture对象，它是一个位图。

2.3 字体属性
TCanvas的字体属性(Font)是一个TFont对象，它设置了在画布上输出文字时的字体。

字体属性常用的属性有字体颜色、大小、样式和字体名称。

●Name属性
此属性用于设置字体的名称，如Arial、Times New Roman、宋体等。

可以按如下代码设置画布的字体名称：
Canvas->Font->Name = "宋体";
●Size属性
此属性用于设置字体的大小。

●Style属性
此属性用于设置字体的样式，它是枚举的数据类型。

可用的Style属性有fsBold（黑体）、fsItalic（斜体）、fsUnderline（下划线）和fsStrikeOut（删除线）等。

2.4 像素属性
TCanvas的像素属性(Pixel)是一个TColor对象，它设置了画布上某点的颜色。

例如可设置画布上坐标为(50,50)处的像素点的颜色为红色，可以使用如下代码：
Canvas->Pixel[50][50] = clRed;
下面的代码用来在窗体上画一个255*255大小的彩色正方形：
void __fastcall TForm1::FormClick(TObject *Sender)
{
for(int i=0; i<255; i++)
{
for(int j=0; j<255; j++)
{
Form1->Canvas->Pixels[i][j] = RGB(i, j, (i+j)/255);
}
}
}
程序运行结果如下图所示：
3 TCanvas画布常用方法
TCanvas用于画图的方法较多，可以大致将它们分为四种类型：画线、画填充图形、文本输出和图形拷贝。

3.1 画线
TCanvas提供了强大的画线功能，利用TCanvas的画线方法可以绘制直线，椭圆的弧线和贝塞尔曲线等。

●画直线
绘制直线涉级到两个方法：MoveTo和LineTo。

⏹MoveTo(int x, int y)
MoveTo(x,y)将画笔的位置移动到(x,y)坐标处。

⏹LineTo(int x, int y)
LineTo(x,y)以画笔的当前位置为起点，画一条直线到(x,y)处。

使用如下的代码，绘制四叶草曲线：
void __fastcall TForm1::FormClick(TObject *Sender)
{
int x1, y1, x2, y2;
this->Canvas->Pen->Color = clTeal;
for(int i=0; i<720; i++)
{
double A,E;
A = i * M_PI/360;
E = 80*(1 + sin(4*A));
x1 = 150 + E*cos(A);
x2 = 150 + E*cos(A + M_PI/5);
y1 = 150 + E*sin(A);
y2 = 150 + E*sin(A + M_PI/5);
this->Canvas->MoveTo(x1, y1);
this->Canvas->LineTo(x2, y2);
}
this->Caption = "四叶草";
}
程序运行结果如下图所示：
PS：
为了使用正弦和余弦函数，需要在程序头部包含math头文件：#include <math.h>；
M_PI是math.h中定义的一个宏：#define M_PI 3.14159265358979323846。

VC++ 6.0提供的math.h文件中并没有关于M_PI的定义，需要注意。

●椭圆曲线
●贝塞尔曲线
●多边形曲线
3.2 填充图形
●绘制矩形
可以使用Rectangle方法来绘制矩形。

Rectangle的四个参数为(int x1,int y1,int x2, int y2)，其中x1和y1为矩形的左上角坐标，x2和y2为矩形的右下角坐标。

●绘制由矩形限定的图形
⏹Ellipse，椭圆
⏹RoundRect，圆角矩形
⏹Chord，弦
⏹Pie，饼图
●绘制多边形
使用Polygon方法可以绘制多边形。

此方法在画布绘制一系列的点，各点依次连成线，最后将首尾两点相接形成一个区域，并最后用当前画刷填充此区域。

Polygon的两个参数为(TPoint* Points, int Points_Size)，其中Points为一个TPoint
结构的数组，而Points_Size指定了点的数目。

使用如下的代码，绘制五角星：
void __fastcall TForm1::FormClick(TObject *Sender)
{
TPoint Points[5];
Points[0] = Point(100, 0);
Points[1] = Point(41, 181);
Points[2] = Point(195, 69);
Points[3] = Point(5, 69);
Points[4] = Point(159, 181);
Form1->Canvas->Brush->Color = clRed;
Form1->Canvas->Polygon(Points, 5);
Form1->Caption = "五角星";
}
程序运行结果如下图所示：
3.3 文本输出方法
●输出文本
TCanvas最基本的文本输出方法是TextOut方法。

TextOut方法的三个参数为(int x, int y, AnsiString Text)，其中x和y用来指定文本输出的起始位置，Text为输出字
符串的内容。

3.4 图形拷贝方法
利用TCanvas的图形拷贝方法可以将其它画布的图像拷贝到它自己的绘制表面。

图形拷贝主要有CopyRect方法和Draw方法。

●CopyRect
CopyRect方法可以实现两个Canvas之间任意两个矩形之间的拷贝。

CopyRect 方法的参数为(TRect &Dest, TCanvas* Canvas, TRect& Source)，其中，Canvas为源
画布，Source为源画布上要复制的图像区域，Dest为目标画布上将接受复制图像
的矩形区域。

●Draw
Draw方法用于在画布上输出图像。

Draw方法的参数为(int x, int y, TGraphic* Graphic)，其中，x和y为输出图像的起点坐标，Graphic是一个图形对象。

●StretchDraw
StretchDraw方法用于在画布上输出图像。

StretchDraw方法的参数为(TRect& Rect, TGraphic* Graphic)，其中，Rect为待显示图像的目标区域，Graphic
是一个图形对象。