VC++中GDI和GDI+ 的坐标系统介绍

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在Windows应用程序中，只要进行绘图，就要使用GDI坐标系统。Windows提供了几种映射方式，每一种映射都对应着一种坐标系。例如，绘制图形时，必须给出图形各个点在客户区的位置，其位置用x　和y两个坐标表示，x　表示横坐标，y表示纵坐标。在所有的GDI绘制函数中，这些坐标使用的是一种“逻辑单位”。当GDI函数将结果输出送到某个物理设备上时，Windows将逻辑坐标转换成设备坐标（如屏幕或打印机的像素点）。本文讨论了图形环境中的各个映射模式，包括它们是什么，怎么工作的，以及它们真正的含义。

　　一、基础知识
　　

　三、更改坐标系统
　
　　正如上面所看到的，默认的坐标系统坐标原点位于窗口的左上角，水平轴的正方向向右，垂直轴的正方向向下。为了进一步说明这一点，让我们来绘制一个半径为50个单位，圆心位于（0，0）点，同时绘制一个连接（0，0）（100，100）两点的直线。
　

图四、代码效果图

　　MFC提供了各种函数来处理坐标定位及扩展绘制区域的问题，包括在屏幕上任意位置设置坐标原点的函数。因为你是在一个设备上下文上进行绘图操作，因此，你所需要做的就是调用CDC::SetViewportOrg()函数。这个函数重载了两个版本，这允许你使用X、Y坐标或是一个定义的Point点。这个函数的语法如下：
　

图五、代码效果图

图六、代码效果图

图七、代码效果图

　　正如已经看到的，SetViewportOrg()函数可以更改设备上下文的坐标原点，同时，它也用来规定坐标轴的正方向，即水平轴向右，垂直轴向下：

图八、坐标轴示意图

图九、代码效果图

三、固定映射模式　

　　为了控制设备上下文中的坐标轴的方向，可以使用CDC类的SetMapMode()函数，它的语法如下：

　

int　SetMapMode(int　nMapMode);

　

　　这个函数将根据参数的设置的不同做两件事，一是控制坐标轴的方向；二是坐标系统的单位长度。

　

　　这个函数的参数是用来定义映射模式的整型常量。它可能的值是：MM_TEXT,　MM_LOENGLISH、MM_HIENGLISH、MM_ANISOTROPIC、MM_HIMETRIC,　MM_ISOTROPIC、　MM_LOMETRIC,　MM_TWIPS。

　

　　默认情况下使用MM_TEXT映射模式。换句话说，如果你没有具体的规定某一映射模式，你的应用程序就将使用MM_TEXT映射模式。在这种映射模式下，设备上下文中的度量尺寸将使用默认的像素单位，水平坐标轴正方向向右，垂直坐标轴正方向向下。例如，上面的OnPaint事件可以用下面的代码重写，它将产生同样的效果，仿佛没有使用映射模式。

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetMapMode(MM_TEXT); 　dc.SetViewportOrg(380,　220); 　//　Use　a　red　pen 　CPen　PenRed(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　0,　0)); 　dc.SelectObject(PenRed); 　//　A　circle　whose　center　is　at　the　origin　(0,　0) 　dc.Ellipse(-100,　-100,　100,　100); 　//　Use　a　blue　pen 　CPen　PenBlue(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　dc.SelectObject(PenBlue); 　//　Horizontal　axis 　dc.MoveTo(-380,　0); 　dc.LineTo(380,　0); 　//　Vertical　axis 　dc.MoveTo(0,　-220); 　dc.LineTo(0,　220); 　//　An　orange　pen 　CPen　PenOrange(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　128,　0)); 　dc.SelectObject(PenOrange); 　//　A　diagonal　line　at　45　degrees 　dc.MoveTo(0,　0); 　dc.LineTo(120,　120); }

图十、代码效果图

　　MM_LOENGLISH模式，与其他一些映射模式（不包括MM_TEXT模式）一样，执行两个动作，它改变坐标轴的方向，垂直坐标轴的正方向向上；

图十一、MM_LOENGLISH映射模式下的坐标系

　　

　　此外，度量单位改为0.01英寸，这意味着你提供的坐标将除以100，观察上述代码的MM_LOENGLISH映射效果

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetMapMode(MM_LOENGLISH); 　dc.SetViewportOrg(380,　220); 　.　.　. }

图十二、代码效果图

　　

　　正如你所看到的，直线现在位于坐标系的第一象限，同时，直线比以前缩短，圆也比以前的要小。

　

　　与MM_LOENGLISH映射模式相似，MM_HIENGLISH映射模式也是垂直坐标轴正向向上，只是它以0.001英寸为坐标单位，下面是它的效果：

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetMapMode(MM_HIENGLISH); 　dc.SetViewportOrg(380,　220); 　.　.　.　Same　as　previous }

图十三、代码效果图

　　

　　MM_LOMETRIC映射模式使用与上两种映射模式相同的坐标轴，不同的是MM_LOMETRIC使用0.1毫米为单位，下面是一个例子：

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting　 　dc.SetMapMode(MM_LOMETRIC); 　dc.SetViewportOrg(380,　220); 　.　.　. }

图十四、代码效果图

　

　　MM_HIMETRIC使用与上述三种映射模式相同的坐标系，但它的坐标单位是0.01毫米，下面例子代码如下：

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetMapMode(MM_HIMETRIC); 　dc.SetViewportOrg(380,　220); 　.　.　.　Same　as　previous }

图十五、代码效果图

　

　　MM_TWIPS映射模式将每个逻辑单位（像素）除以20，实际上一twip等于1/1440　英寸，坐标系统仍然与上面几种映射方式相同。

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　CRect　Recto; 　dc.SetMapMode(MM_TWIPS); 　dc.SetViewportOrg(380,　220); 　.　.　. }

图十六、代码效果图

四、自定义坐标系统　

　　目前为止，我们使用的映射模式可以允许我们选择坐标轴的方向，但仅仅是Y轴的方向。而且，我们不能更改坐标系统的单位，这是因为各种映射模式(MM_TEXT,　MM_HIENGLISH,　MM_LOENGLISH,　MM_HIMETRIC,　MM_LOMETRIC,　and　MM_TWIPS)有固定的属性集，例如坐标轴的方向和坐标单位等。在CAD应用程序中，如果你需要灵活设置坐标轴方向及坐标单位的话，应该怎么做呢？

　

　　仔细研究下面的OnPaint()事件代码，它绘制了一个200X200像素大小的红边、浅绿色背景的正方形，这个正方形的顶点在（-100，-100）处，右底端位于（100，100）处。同时，从坐标原点处绘制一个45度的直线。

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　CPen　PenRed(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　0,　0)); 　CBrush　BrushAqua(RGB(0,　255,　255)); 　dc.SelectObject(PenRed); 　dc.SelectObject(BrushAqua); 　//　Draw　a　square　with　a　red　border　and　an　aqua　background 　dc.Rectangle(-100,　-100,　100,　100); 　CPen　BluePen(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　dc.SelectObject(BluePen); 　//　Diagonal　line　at　45　degrees　starting　at　the　origin　(0,　0) 　dc.MoveTo(0,　0); 　dc.LineTo(200,　200); }

图十七、代码效果图

　　

　　正如你所看到的，我们只得到了正方形的右下部分，同时直线指向时钟的三点到六点之间的方向。假定你想将坐标原点设置与窗口中央位置，或者是更精确一点，设置于点(340,　220)处，我们已经知道可以使用CDC::SetViewportOrg()（记住，这个函数只用来更改坐标原点，它并不影响坐标轴的方向及坐标单位。同时，需要注意的是，它使用的坐标单位是像素）函数，下面是一个例子（我们没有规定映射模式，所以程序使用的是默认的MM_TEXT映射模式）。

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetViewportOrg(340,　220); 　CPen　PenRed(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　0,　0)); 　CBrush　BrushAqua(RGB(0,　255,　255)); 　dc.SelectObject(PenRed); 　dc.SelectObject(BrushAqua); 　//　Draw　a　square　with　a　red　border　and　an　aqua　background 　dc.Rectangle(-100,　-100,　100,　100); 　CPen　BluePen(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　dc.SelectObject(BluePen); 　//　Diagonal　line　at　45　degrees　starting　at　the　origin　(0,　0) 　dc.MoveTo(0,　0); 　dc.LineTo(200,　200); }

图十八、代码效果图

　

　　为了控制你自己应用程序中的坐标系统单位，坐标轴的方向，可以使用MM_ISOTROPIC　或MM_ANISOTROPIC映射模式。第一件事是调用CDC::SetMapMode()函数，并在两个常量中选择一个（MM_ISOTROPIC或　MM_ANISOTROPIC）。下面是例子代码：

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC); 　dc.SetViewportOrg(340,　220); 　CPen　PenRed(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　0,　0)); 　CBrush　BrushAqua(RGB(0,　255,　255)); 　dc.SelectObject(PenRed); 　dc.SelectObject(BrushAqua); 　//　Draw　a　square　with　a　red　border　and　an　aqua　background 　dc.Rectangle(-100,　-100,　100,　100); 　CPen　BluePen(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　dc.SelectObject(BluePen); 　//　Diagonal　line　at　45　degrees　starting　at　the　origin　(0,　0) 　dc.MoveTo(0,　0); 　dc.LineTo(200,　200); }

图十九、代码效果图

　

　　先抛开上面的图片。当调用CDC::SetMapMode()，并使用MM_ISOTROPIC或　MM_ANISOTROPIC作为参数后，并没有结束，这两种映射方式允许我们改变坐标轴的正方向及坐标单位。这两种映射方式的区别在于：MM_ISOTROPIC映射方式中水平、垂直坐标轴的单位相等，MM_ANISOTROPIC映射方式可以随意控制水平及垂直方向的坐标单位长度。

　

　　所以，在调用SetMapMode()函数并规定了MM_ISOTROPIC或MM_ANISOTROPIC映射模式后，你必须调用CDC:SetWindowExt()函数，这个函数用来计算老的或默认的坐标系中一个单位的长度。这个函数有两个版本：

　

CSize　SetWindowExt(int　cx,　int　cy); CSize　SetWindowExt(SIZE　size);

　

　　如果使用第一版本，第一个参数CX说明了水平坐标轴上按照新的逻辑单位代表的长度，CY代表了垂直坐标轴上按照新的逻辑单位代表的长度。

　

　　如果你知道按照新的坐标单位计算需要的逻辑尺寸的话，可以使用第二个版本的函数，例子代码如下：

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC); 　dc.SetViewportOrg(340,　220); 　dc.SetWindowExt(480,　480); 　CPen　PenRed(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　0,　0)); 　CBrush　BrushAqua(RGB(0,　255,　255)); 　dc.SelectObject(PenRed); 　dc.SelectObject(BrushAqua); 　//　Draw　a　square　with　a　red　border　and　an　aqua　background 　dc.Rectangle(-100,　-100,　100,　100); 　CPen　BluePen(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　dc.SelectObject(BluePen); 　//　Diagonal　line　at　45　degrees　starting　at　the　origin　(0,　0) 　dc.MoveTo(0,　0); 　dc.LineTo(200,　200); }

图二十、代码效果图

　　

　　调用SetWindowExt()函数后，紧接着应调用SetViewportExt()函数，它的任务是规定水平及垂直坐标轴的单位。我们可以这样认为，SetWindowExt()函数对应着“窗口”，SetViewportExt()函数对应着“视口”。SetViewportExt()函数有两个版本：

　

CSize　SetViewportExt(int　cx,　int　cy); CSize　SetViewportExt(SIZE　size);

　

　　上述两个函数中的参数与“窗口”中的尺寸是相互对应的，它的单位是像素。为了进一步说明这两个函数的使用，我对这两个函数进行了重新说明：

　

SetWindowExt（int　Lwidth,　int　Lheight）　//参数的单位为逻辑单位（Logical）； SetViewportExt（int　Pwidth,　int　Pheight）　//参数的单位为像素（Pixel）；

　

　　以x轴为例（y轴类似），逻辑坐标系中的x轴的单位刻度＝|　Pwidth　|　/　|　Lwidth　|。这表示x轴上一个逻辑单位等于多少个像素。比如我们先通过GetDeviceCap（LOGPIXELSX）获得在我们的显示器上每英寸等于多少个像素，设为p，然后我们将它赋给Pwidth，将Lwidth赋成2，即Pwidth　/　Lwidth＝p　/　2。那么，此时逻辑坐标系x轴上的单位刻度就是p　/　2个像素；又由于p个像素是代表一个英寸的，所以此时的逻辑坐标系x轴上的单位刻度同时也是半个英寸。还有一点要注意的是，如果Lwidth与Pwidth同号，逻辑坐标的x轴方向与设备坐标系中的x轴方向相同，否则相反。

　

　　此外，当使用MM_ISOTROPIC模式时，如果通过计算window与viewport范围的比值得到两个方向的单位刻度值不同，那么将会以较小的那个为准。

　

　　下面是一个例子：

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC); 　dc.SetViewportOrg(340,　220); 　dc.SetWindowExt(480,　480); 　dc.SetViewportExt(440,　-680); 　CPen　PenRed(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　0,　0)); 　CBrush　BrushAqua(RGB(0,　255,　255)); 　dc.SelectObject(PenRed); 　dc.SelectObject(BrushAqua); 　//　Draw　a　square　with　a　red　border　and　an　aqua　background 　dc.Rectangle(-100,　-100,　100,　100); 　CPen　BluePen(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　dc.SelectObject(BluePen); 　//　Diagonal　line　at　45　degrees　starting　at　the　origin　(0,　0) 　dc.MoveTo(0,　0); 　dc.LineTo(200,　200); }

图二十一、代码效果图

五、实例代码
　

　　为了灵活使用逻辑坐标系，下面给出了几个例子代码：

　

　　例1：绘制带箭头的坐标轴

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　CBrush　bgBrush(BLACK_BRUSH); 　dc.SelectObject(bgBrush); 　dc.Rectangle(Recto); 　dc.SetMapMode(MM_ISOTROPIC); 　dc.SetViewportOrg(0,　440); 　dc.SetWindowExt(480,　480); 　dc.SetViewportExt(440,　-680); 　CPen　PenWhite(PS_SOLID,　1,　RGB(255,　255,　255)); 　dc.SelectObject(PenWhite); 　dc.MoveTo(21,　20); 　dc.LineTo(21,　75); 　//　Up　arrow 　dc.MoveTo(16,　75); 　dc.LineTo(21,　90); 　dc.LineTo(26,　75); 　dc.LineTo(16,　75); 　dc.MoveTo(21,　22); 　dc.LineTo(75,　22); 　//　Right　arrow 　dc.MoveTo(75,　17);　 　dc.LineTo(90,　22); 　dc.LineTo(75,　27); 　dc.LineTo(75,　17); 　 　dc.SetBkMode(TRANSPARENT); 　dc.SetTextColor(RGB(255,　255,　255)); 　dc.TextOut(16,　114,　’Y’); 　dc.TextOut(100,　32,　’X’); 　dc.Rectangle(15,　15,　30,　30); }

图二十二、代码效果图

　 　　例2：绘制网格　 

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　CRect　Recto; 　GetClientRect(&Recto); 　CBrush　bgBrush(BLACK_BRUSH); 　dc.SelectObject(bgBrush); 　dc.Rectangle(Recto); 　CPen　PenBlue(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　dc.SelectObject(PenBlue); 　for(int　x　=　0;　x　<　Recto.Width();　x　+=　20) 　{ 　　dc.MoveTo(x,　0); 　　dc.LineTo(x,　Recto.Height());　 　} 　 　for(int　y　=　0;　y　<　Recto.Height();　y　+=　20) 　{　 　　dc.MoveTo(0,　y); 　　dc.LineTo(Recto.Width(),　y);　 　} 　 }

图二十三、代码效果图

　

　　例3：点状网格

　

void　CExoDraw1View::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting　 　CRect　Recto; 　 　GetClientRect(&Recto); 　CBrush　bgBrush(BLACK_BRUSH);　 　dc.SelectObject(bgBrush); 　dc.Rectangle(Recto);　 　for(int　x　=　0;　x　<　Recto.Width();　x　+=　20) 　{　 　　for(int　y　=　0;　y　<　Recto.Height();　y　+=　20) 　　{　 　　　dc.SetPixel(x,　y,　RGB(255,　255,　255)); 　　}　 　} }

图二十四、代码效果

　

　　例4：正弦图形

　

void　CExoView::OnPaint()　 { 　CPaintDC　dc(this);　//　device　context　for　painting 　//　TODO:　Add　your　message　handler　code　here 　dc.SetMapMode(MM_ANISOTROPIC); 　dc.SetViewportOrg(340,　220); 　dc.SetWindowExt(1440,　1440); 　dc.SetViewportExt(-1440,　-220); 　CPen　PenBlue(PS_SOLID,　1,　RGB(0,　0,　255)); 　 　dc.SelectObject(PenBlue); 　//　Axes 　dc.MoveTo(-300,　0); 　dc.LineTo(　300,　0); 　dc.MoveTo(　0,　-1400); 　dc.LineTo(　0,　1400); 　//　I　am　exaggerating　with　the　PI　value　here　but　why　not? 　const　double　PI　=　3.141592653589793238462643383279; 　//　The　following　two　values　were　chosen　randomly　by　me. 　//　You　can　chose　other　values　you　like 　 　const　int　MultiplyEachUnitOnX　=　50; 　const　int　MultiplyEachUnitOnY　=　250; 　for(double　i　=　-280;　i　<　280;　i　+=　0.01) 　{ 　　double　j　=　sin(PI　/　MultiplyEachUnitOnX　*　i)　*　MultiplyEachUnitOnY;　 　　dc.SetPixel(i,　j,　RGB(255,　0,　0)); 　} 　 　//　Do　not　call　CView::OnPaint()　for　painting　messages 　 }

图二十五、代码效果图

　　当在微软的窗口中进行绘图时，绘图的坐标原点在屏幕的左上角，任何物体在屏幕上定位都要参考这个坐标原点。在笛卡尔坐标系统中这个点被定义为坐标原点（0，0），水平坐标轴的正方向是从该点出发向右延伸，垂直坐标轴的正方向是从该点出发向下延伸。

图一、笛卡尔坐标系

　　这个坐标原点只是操作系统默认的坐标原点，所以如果你调用Ellipse(-100,　-100,　100,　100)函数来绘制图形的话，你将得到一个圆，它的圆心位于屏幕的左上角，仅仅只有圆的四分之一部分（270度到360度的部分）显示在屏幕上。代码及效果图如下　

图二、代码效果图

VC++中GDI和GDI+ 的坐标系统介绍

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原文地址：http://www.cnblogs.com/nanyangzp/p/3937566.html