Piirtofunktiot ja ikkunanpäivittäminen

Juha Järvensivujuha.jarvensivu@tut.fi

2008

GDIGraphical Device Interface

Graphical Device Interface (GDI)

GDI+

• Parannettu versio GDI:stä (windows XP)• Toteutus .NET:ssä wrapperiluokkien avulla

– Graphics object

private void Form1_Paint(object sender,System.Windows.Forms.PaintEventArgs pe)

{Graphics g = pe.Graphics;

}

Pen

• GDI-objekti reunaviivojen piirtämiseen• System.Drawing.Pen

Graphics g = pe.Graphics;Pen myPen;

myPen = new Pen(Color.Blue);g.drawRectangle(pen,100,50,80,40);myPen.Dispose();

Pen

Graphics g = pe.Graphics;Pen myPen;myPen = new Pen(Color.Blue);myPen.Width = 3;myPen.DashStyle = DashStyle.Dot;g.drawRectangle(pen,100,50,80,40);myPen.Dispose();

Brush

• GDI-objekti alueiden maalaamiseen• System.Drawing.Brush

Graphics g = pe.Graphics;Brush b = new SolidBrush(Color.Blue);g.FillRectangle(b, 120, 20, 50, 50);b.Dispose();

System.Drawing2Dusing System.Drawing.Drawing2D;

Graphics g = e.Graphics;

LinearGradientBrush b = newLinearGradientBrush(new Point(0, 0),new Point(100, 100),Color.Red, Color.Blue);

g.FillRectangle(b, 10, 10, 100, 100);

Graphicspathusing System.Drawing.Drawing2D;

Point[] points = {new Point(40, 60),new Point(50, 70),new Point(30, 90)};

GraphicsPath path = new GraphicsPath();

path.StartFigure(); // Start the first figure.path.AddArc(175, 50, 50, 50, 0, -180);path.AddLine(100, 0, 250, 20);// First figure is not closed.

path.StartFigure(); // Start the second figure.path.AddLine(50, 20, 5, 90);path.AddCurve(points, 3);path.AddLine(50, 150, 150, 180);path.CloseFigure(); // Second figure is closed.

e.Graphics.DrawPath(new Pen(Color.FromArgb(255, 255, 0, 0), 2), path);

Color

• GDI-objekti värin määrittämiseen– Tukee myös läpinäkyvyyttä (alpha)

• System.Drawing.Color

Color red1 = Color.Red;// Alpa, red, green, blueColor red2 = Color::FromArgb(0,255,0,0);

Värin kysyminen käyttäjältä

ColorDialog dlg = newColorDialog();

dlg.Color = Color.Red;

if(dlg.ShowDialog() ==DialogResult.OK)

{Color selected = dlg.Color;

}

Bitmap

• GDI-objekti kuvan piirtämiseen• System.Drawing.Bitmap

String filename = "C:\\Documents and Settings\\AllUsers\\Documents\\My Pictures\\SamplePictures\\Sunset.jpg";

Bitmap bitmap = new Bitmap(filename);e.Graphics.DrawImage(bitmap,new Point(0,0));

Font

• System.Drawing.Font

FontFamily fontFamily = newFontFamily("Arial");

Font font = new Font( fontFamily, 16,FontStyle.Regular, GraphicsUnit.Pixel);

Järjestelmäfontti (system font)

• Oletusfontti, jota käytetään mikäli fonttia eierikseen valita– Esim ikkunoiden otsikoissa

• Fontin koko riippuu esimerkiksikäyttöjärjestelmän asetuksista (large font asetus)

• Ei yleensä muutu suorituksen aikana, joten riittääettä fontin koon selvittää sovelluksenkäynnistysvaiheessa.

Tekstin piirtäminenvoid Form1_Paint(object sender,

PaintEventArgs e){

Brush b = new SolidBrush(Color.Blue);

FontFamily fontFamily = newFontFamily("Arial");

Font font = new Font(fontFamily, 16,FontStyle.Regular, GraphicsUnit.Pixel);

Point p = new Point(10,10);e.Grapihcs.DrawString("Hello world",font, b, p);

}

Wrapped Textstring text1 = "Draw text in a rectangle by passing a RectF to the DrawString

method.";Font font1 = new Font("Arial", 12, FontStyle.Bold, GraphicsUnit.Point);RectangleF rectF1 = new RectangleF(30, 10, 100, 122);e.Graphics.DrawString(text1, font1, Brushes.Blue, rectF1);e.Graphics.DrawRectangle(Pens.Black, Rectangle.Round(rectF1));

Fontin kysyminen käyttäjältäFontDialog fdlg = new FontDialog();fdlg.ShowColor = true;fdlg.Font = textBox1.Font;fdlg.Color = textBox1.ForeColor;

if(fdlg.ShowDialog() !=DialogResult.Cancel )

{textBox1.Font = fdlg.Font ;textBox1.ForeColor = fdlg.Color;

}

GDI-tietorakenteita

• namespace System.Drawing;– Point– Size– Rectangle

Antialiasing

myGraphics.SmoothingMode = SmoothingMode.AntiAlias;

myGraphics.DrawLine(myPen, 0, 0, 12, 8);

ms-help://MS.MSDNQTR.v80.en/MS.MSDN.v80/MS.VisualStudio.v80.en/dv_fxmclignrl/html/810da1a4-c136-4abf-88df-68e49efdd8d4.htm

Piirtopinta

Device context (piirtopinta)

• GDI:n ylläpitämä windowsin sisäinentietorakenne, joka sisältää piirtopintaanliittyviä atribuutteja, kuten väri ja fonttitekstin piirrossa

• Piirtopintoja– Näyttö (Display)– Tulostin (Printer)– Muisti (Memory, Bitmap)

Device context (piirtopinta)

• Matalan tason toteutus

Pyydetäänkäyttöjärjestelmältäpiirtopinnan kahva

SuoritetaanpiirtotoiminnotGDI-funktioilla

Vapautetaanpiirtopinta, jonka

jälkeen kahva ei oleenää käyttökelpoinen

Asetetaanpiirtopintaan

tarvittavat asetukset(esim kynä)

Esimerkki (winapi)HDC hdc;PAINTSTRUCT ps;// Pyydetään kahva piirtopintaanhdc = BeginPaint(hWnd, &ps);// Asetetaan objekti piirtopintaanHBRUSH old = SelectObject(hdc,

GetStockObject(GRAY_BRUSH));// Piirretään suorakulmio GDI-rajapinnan funktiollaRectangle(hdc,0,0,100,100);// Asetetaan vanha sivellin takaisinSelectObject(hdc,old);// Vapautetaan piirtopintaEndPaint(hWnd,&ps);

Paint sanoma ja ikkunanpäivittäminen

WM_PAINT

• Sovellus saa WM_PAINT sanoman kunjärjestelmä lähettää ikkunanpäivityspyynnön

• Omassa sovelluksessa ei kutsutapiirtofunktiota suoraan, vaan aiheutetaanWM_PAINT sanoma, jos ikkuna pitääpäivittää– InvalidateWindow + UpdateWindow

Esimerkkipublic Form1(){

this.MouseMove += new MouseEventHandler(Form1_MouseMove);this.Paint += new PaintEventHandler(Form1Paint);

}

void Form1_MouseDown(object sender, MouseEventArgs e){

x = e.X;y = e.Y;this.Invalidate();this.Update();

}

void Form1Paint(object sender, PaintEventArgs e){

e.Graphics.DrawRectangle(Pens.Blue, x, y, 100, 100);}

Tuplapuskurointi

• Vähentää ikkunan välkkymistä• Lisää muistinkulutusta• Ei oletuksena päällä formissa

– Form1.DoubleBuffered = false;

Koordinaatisto

Koordinaatisto

• Fyysiset koordinaatit– fyysinen yksikkö yksi kuvapiste,

pikseli– pikseli = pienin laitteen erottama

kuvan mitta

• Loogiset koordinaatit– loogiset yksiköt esitetty

mittayksikköinä

Graphics.PageUnit

• Kertoo mitä yksikköä piirrossa käytetään• GraphicsUnit

– Display– Document (1/300 inch)– Inch– Millimeter– Pixel– Point (1/72 inch)

Graphics.TranslateTransform

• Muuttaa origon paikkaa koordinaatistossa

Graphics g = e.Graphics;Rectangle r = new Rectangle(10, 10, 50, 50);g.FillRectangle(Brushes.Red, r);g.TranslateTransform(50, 50);g.FillRectangle(Brushes.Blue, r);

Graphics.PageScale• Asettaa skaalauskertoimen

– world unit page unit

Graphics g = e.Graphics;Rectangle r = new Rectangle(10, 10, 50, 50);g.FillRectangle(Brushes.Red, r);g.PageScale = 2;g.FillRectangle(Brushes.Blue, r);

Clipping

• Keino rajata alue, jolle piirto halutaantapahtuvan

• Alueen ulkopuolelle jäävä osa jätetäänpiirtämättä

Graphics g = e.Graphics;Rectangle r = new Rectangle(10, 10,100, 100);g.SetClip(new Rectangle(10, 10, 50, 50));g.FillEllipse(Brushes.Red, r);

Ikkunan päivittämisenproblematiikka

• Milloin päivitetään?• Mitä päivitetään?• Miten päivitetään?

Milloin päivitetään?

• Kun ohjelma itse haluaa päivitystä– Ei kutsuta itse ikkunan päivitysfunktiota, vaan

aiheutetaan WM_PAINT sanoma– Invalidate + Update– Refresh

• Kun käyttöjärjestelmä lähettää päivityspyynnön– ikkunan koko muuttuu– ikkuna peittyy toisen ikkunan alle– ikkunaa vieritetään

Mitä päivitetään?

• Ikkunan päivittäminen on raskasta– Kannattaa päivittää vain se alue, joka todella

vaatii päivittämistä (Clipping)– Hitaus korostuu erityisesti usein päivitettäessä

• Esim. Pitääkö ikkuna päivittää aina kun hiirtäliikutetaan ikkunan päällä?

• Invalidate– Asettaa ikkunan alueen epäkelvoksi

Miten päivitetään?• Pidä varsinainen piirtometodi mahdollisimman tehokkaana

– Älä suorita piirtometodissa turhaa laskentaa tms.• Tuplapuskurointi (Double buffering)

– Hyödyllinen monimutkaisten piirto-operaatioiden yhteydessä– Ikkunan sisältö piirretään ensin muistiin ja vasta tämän jälkeen

kerralla näytölle• Ikkunan taustan pyyhkiminen

– WM_ERASEBKGND• GDI-objektin vaihtaminen (kynä, sivellin, fontti jne)

– Ota talteen piirtopinnalla oleva vanha objekti– Aseta vanha objekti takaisin piirron jälkeen

Ikkunan koon muuttaminen

• Ikkuna lukitaan koon muutoksen yhteydessä• Jos ikkunaa halutaan päivittää kesken koon

muutoksen, täytyy lukitus purkaa– LockWindowUpdate

• WM_SIZING– Lähetetään useita kertoja ikkunan kokoa muutettaessa

• WM_SIZE– Lähetetään aina kun ikkunan koko on muuttunut

Lähteitä• Using fonts and text

– http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/a3a2bads.aspx• System.Drawing namespace

– http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/cpref/html/frlrfSystemDrawing.asp

• GDI– http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-

us/winprog/winprog/graphics_device_interface.asp• Device Context

– http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/gdi/devcons_0g6r.asp

Lähteitä

• Getting started with Graphics programming– http://msdn2.microsoft.com/en-

us/library/da0f23z7.aspx• Charles Petzold – Programming windows

– Petzold, C. Programming Windows, 5th edition,Microsoft Press 1999.

• Using managed graphics classes– http://msdn2.microsoft.com/en-

us/library/yhez825d.aspx