《GDI圖形圖像編程》by課程目標理解GDI基本概念掌握GDI圖形圖像編程的基礎知識，包括設備環境、圖形繪制、文本輸出等。熟悉GDI常用API學習并掌握常用的GDI函數和方法，能夠進行基本的圖形圖像操作。掌握GDI+技術了解GDI+的特性和功能，能夠使用GDI+進行更高級的圖形圖像處理。GDI簡介WindowsAPIGDI是WindowsAPI的一部分，提供圖形和圖像繪制的函數庫。圖形設備接口GDI允許應用程序以獨立于設備的方式繪制圖形，從而實現跨平臺的圖形兼容性。圖形編程通過使用GDI函數，開發人員可以創建各種圖形元素，如線條、形狀、文本和圖像。GDI工作原理1應用程序調用應用程序通過GDI函數向Windows發送繪圖請求。2GDI處理請求GDI解釋請求并將其轉換為設備相關的指令。3設備驅動程序設備驅動程序接收指令并控制硬件執行繪圖操作。設備環境及其創建屏幕設備顯示器、打印機等。打印機設備打印機、繪圖儀等。內存設備內存、顯卡等。圖形繪制基礎1繪制直線和曲線使用GDI函數繪制直線和曲線，例如LineTo、MoveTo、Arc等。2繪制矩形和橢圓使用GDI函數繪制矩形和橢圓，例如Rectangle、Ellipse等。3繪制多邊形使用GDI函數繪制多邊形，例如Polygon、Polyline等。畫筆及其使用畫筆類型GDI提供了多種類型的畫筆，包括實線畫筆、虛線畫筆、點畫筆等。畫筆屬性每個畫筆都有其獨特的屬性，例如顏色、寬度、樣式等。畫筆使用可以使用畫筆來繪制線條、矩形、圓形等圖形。文字輸出方法文本繪制使用GDI函數將文本繪制到設備上下文，例如TextOut函數。字體設置選擇合適的字體、大小、顏色和樣式等屬性來呈現文字。文本格式化利用文本對齊、換行、間距等方法對文字進行格式化。圖像繪制GDI提供了豐富的函數，用于繪制各種類型的圖像，包括線段、矩形、圓形、橢圓形、多邊形等。通過使用不同的繪圖工具和屬性，可以創建出各種風格的圖像效果。例如，可以使用不同的顏色、線寬、填充模式等來改變圖像的外觀。圖像加載及保存1加載圖像使用GDI函數LoadImage加載圖像文件2保存圖像使用GDI函數SaveImage保存圖像到文件3格式支持支持BMP、GIF、JPEG等格式圖像加載及保存是GDI圖形圖像編程中的重要環節，通過使用LoadImage和SaveImage函數，可以方便地加載和保存各種格式的圖像文件。坐標變換平移將圖形沿指定方向移動一定距離，改變圖形的位置。縮放將圖形按比例放大或縮小，改變圖形的大小。旋轉將圖形繞指定點旋轉一定角度，改變圖形的方向。剪切將圖形沿指定方向傾斜，改變圖形的形狀。仿射變換將圖形進行平移、縮放、旋轉、剪切的組合變換，改變圖形的形狀和位置。區域剪裁1定義區域區域剪裁允許您指定要繪制的區域，可以使圖形僅在特定區域內可見。2剪裁形狀您可以使用矩形、橢圓形、多邊形等形狀來定義剪裁區域。3復雜剪裁通過組合不同剪裁區域，可以實現更復雜的圖形效果。圖形樣式畫筆畫筆用于繪制線條、曲線和圖形，可以設置顏色、寬度、線型等屬性。填充填充用于為封閉圖形填充顏色或圖案，可以設置顏色、圖案、漸變等屬性。字體字體用于顯示文本，可以設置字體名稱、大小、顏色、加粗、斜體等屬性。三維繪圖基礎GDI+提供了基本的三維繪圖功能，用于創建簡單的三維場景。它允許您定義三維坐標系，并使用點、線、面等元素繪制三維圖形。GDI+三維繪圖主要涉及以下步驟：定義三維坐標系創建三維圖形對象設置圖形屬性繪制圖形渲染場景三維變換1縮放改變物體大小2平移移動物體位置3旋轉改變物體方向三維場景管理場景構建創建場景中的對象、光源和攝像機，并設置它們的位置、大小和屬性。對象管理加載、刪除、更新和操作場景中的對象，例如移動、旋轉和縮放。場景渲染使用光照、材質和紋理等技術渲染場景，并生成最終的圖像。碰撞檢測檢測場景中不同對象之間的碰撞，用于游戲或交互式應用。光照模型環境光模擬來自周圍環境的光線，提供均勻的照明。點光源模擬單個光源，如燈泡，光線向各個方向傳播。聚光燈模擬具有方向性和范圍的光源，如手電筒。方向光模擬來自無限遠的光源，如太陽，光線平行傳播。材料屬性1顏色材料的顏色決定了它如何反射光線，從而影響其外觀。2紋理紋理可以是表面上的圖案或凹凸不平，它可以增加材料的真實感。3光澤度光澤度決定了材料表面反射光線的程度，高光澤度表面會反射更多的光線，看起來更光亮。4透明度透明度決定了材料對光線的透射程度，完全透明的材料會讓光線完全穿過，而完全不透明的材料會阻擋光線。紋理貼圖紋理貼圖是將圖像映射到三維模型表面，以增加其視覺細節和真實感的技術。紋理圖像可以是任何類型的圖像，例如照片、繪畫或數字藝術。紋理貼圖可以用于模擬各種表面，例如木材、石頭、金屬、皮膚等等。紋理貼圖在三維圖形中發揮著至關重要的作用，因為它可以顯著提高模型的視覺真實感。它允許開發人員為物體添加細節和復雜性，而無需創建復雜的幾何形狀。紋理貼圖廣泛應用于游戲開發、電影制作、建筑可視化等領域。陰影渲染深度感知陰影模擬光線遮擋，增強物體立體感。光照效果陰影與光源位置、方向相關。視覺逼真陰影增強畫面真實度，提升視覺體驗。特殊效果發光效果使用顏色漸變、模糊或半透明效果，模擬發光效果。水彩效果模擬水彩畫筆的筆觸和顏色暈染效果，營造藝術感。濾鏡效果使用各種濾鏡，如灰度、色調、模糊等，調整圖像風格。性能優化減少繪圖次數盡可能減少不必要的重繪操作，例如使用雙緩沖技術。使用位圖緩存將常用的圖像和圖形存儲在內存中，以便快速訪問。優化代碼邏輯使用高效的算法和數據結構，避免冗余操作。DirectX與OpenGLDirectX主要用于Windows平臺，由微軟開發，提供圖形、音頻、輸入等功能。OpenGL跨平臺圖形API，由圖形硬件供應商聯合開發，適用于多種平臺。GDI+簡介GDI+是一個用于Windows平臺的2D圖形繪制API，它提供了豐富的圖形繪制功能，例如：畫線、畫矩形、畫圓、填充顏色、繪制文本、加載和保存圖像等。GDI+繼承了GDI的功能，并進行了改進和擴展，它提供了一個更易于使用、更強大、更靈活的圖形繪制API。GDI+基于面向對象的編程模型，它定義了一組類來表示圖形對象，例如：筆、畫刷、字體、圖像、路徑等。開發人員可以使用這些類來創建圖形對象，并使用這些對象來繪制圖形。GDI+對象模型圖形對象例如：畫筆、畫刷、字體、路徑等。圖像對象例如：位圖、元文件、圖標等。設備上下文對象表示繪圖目標，如窗口、打印機等。GDI+圖形繪制1畫筆和畫刷使用GDI+畫筆和畫刷繪制線條、填充區域2幾何圖形繪制矩形、橢圓、圓形、多邊形等3文字渲染顯示文本，設置字體、字號、顏色GDI+位圖操作位圖加載使用Bitmap類加載圖像文件，例如JPEG、PNG、BMP等。位圖保存將位圖對象保存到文件，可以選擇不同的圖像格式。像素操作直接訪問位圖像素數據，進行顏色修改、圖像處理等操作。位圖縮放調整位圖大小，可以進行放大、縮小，并控制縮放質量。GDI+矢量圖形路徑GDI+使用路徑來表示矢量圖形。形狀基本形狀，如矩形、橢圓和多邊形，可以使用路徑來創建。變換對矢量圖形進行縮放、旋轉和移動。GDI+文字處理使用GDI+繪制文本,您可以自定義字體、大小、顏色、對齊方式、樣式等等。支持多種文本格式，包括富文本、超鏈接、陰影等，可以滿足多種應用場景需求。GDI+文字處理性能優異，可以流暢地繪制各種文本內容，并支持抗鋸齒等優化功能。GDI+性能優化減少繪圖次數盡可能將多個繪制操作合并成一個，避免頻繁調用繪圖函數。使用緩存將繪制結果緩存到內存中，避免重復繪制，