GDI+坐標系

Lin 在Win SetWorldTran

GDI +坐標系
一、GDI+坐標系
GDI+坐標系有三個：World（世界坐標系）、Page（邏輯/頁面坐標系）、Device（設備坐標系）
下面的代碼將在設備上畫一條線：
MoveToEx(hdc,xw1,yw1,NULL);
LineTo(hdc,xw2,yw2,NULL);
(xw1，yw1) 和(xw2，yw2)是世界坐標系中的兩個點，Windows 首先將其轉換為邏輯坐標，然後再轉換為設備坐標，最後畫出一條直線段。
二、世界坐標轉換為邏輯坐標
在Win98下，世界坐標系與邏輯坐標系是重合的，沒有什麼分別。在WinNT下，世界坐標系與邏輯坐標系默認也是重合的，要將世界坐標系與邏輯坐標系分別開來，首先需要SetGraphicsMode(hdc,GM_ADVANCED)，然後調用SetWorldTransform設定世界坐標系與邏輯坐標系之間的轉換關係。
SetWorldTransform的原型如下：
BOOL SetWorldTransform(HDC hdc,CONST XFORM *lpXform);
描述轉換關係的結構XFORM，其定義如下：
typedef struct _XFORM
{
FLOAT eM11;
FLOAT eM12;
FLOAT em21;
FLOAT eM22;
FLOAT eDx;
FLOAT eDy;
}XFORM;
各個參數就是變換矩陣中的元素：
（1）
其中，是邏輯坐標，是世界坐標
（1）式展開可得
（2）
設定轉換關係後，可以對轉換關係進行修改：
BOOL ModifyWorldTransform(HDC hdc,CONST XFORM *lpXform,DWORD iMode);
iMode 為 MWT_IDENTITY 表示世界坐標系與邏輯坐標系重合，此時lpXform無用；
iMode 為 MWT_LEFTMULTIPLY 表示增加lpXform變換，
新變換矩陣 = lpXform ×老變換矩陣
iMode 為 MWT_RIGHTMULTIPLY 表示增加lpXform變換，
新變換矩陣 =老變換矩陣×lpXform
還可以對變換進行合併：
BOOL CombineTransform(LPXFORM lpxformResult
,CONST XFORM *lpxform1,CONST XFORM *lpxform2);
lpxformResult = lpxform1×lpxform2
三、邏輯坐標與設備坐標的相互轉換
1、對於 MM_TEXT 而言，邏輯坐標系與設備坐標系僅有平移關係。
假定有一個點在邏輯坐標系下的坐標為，在設備坐標系下的坐標為，則轉換關係為：
代碼里應設定轉換關係：
SetWindowOrgEx(HDC hdc,xL0,yL0,NULL);
SetViewportOrgEx(HDC hdc,xD0,yD0,NULL);
2、對於MM_HIENGLISH、MM_HIMETRIC、MM_LOENGLISH、MM_LOMETRIC、MM_TWIPS而言，邏輯坐標系與設備坐標系有平移、縮放關係。
假定有一個點在邏輯坐標系下的坐標為，在設備坐標系下的坐標為，則轉換關係為：
代碼里應設定轉換關係：
SetWindowOrgEx(HDC hdc,xL0,yL0,NULL);
SetViewportOrgEx(HDC hdc,xD0,yD0,NULL);
表示橫向每毫米的像素數：
表示縱向每毫米的像素數：
Unit的取值因MM_HIENGLISH、MM_HIMETRIC、MM_LOENGLISH、MM_LOMETRIC、MM_TWIPS而異，詳見下表：
3、對於MM_ANISOTROPIC和MM_ISOTROPIC而言
假定：一段平行於x軸的直線段在邏輯坐標系下的長度為LenXL，在設備坐標系下的長度為LenXD；一段平行於y軸的直線段在邏輯坐標系下的長度為LenYL，在設備坐標系下的長度為LenYD；某一點在邏輯坐標系下的坐標為，在設備坐標系下的坐標為，則轉換關係如下：
代碼里應設定轉換關係：
SetWindowExtEx(HDC hdc,LenXL,LenYL,NULL);
SetViewportExtEx(HDC hdc,LenXD,LenYD,NULL);
SetWindowOrgEx(HDC hdc,xL0,yL0,NULL);
SetViewportOrgEx(HDC hdc,xD0,yD0,NULL);
注意：LenYL 與LenYD異號，則邏輯y軸與設備y軸方向將相反；LenXL 與LenXD異號，則邏輯x軸與設備x軸方向將相反。
這裡要特彆強調MM_ISOTROPIC，它的意思是各向同性，即：X、Y軸的比例相同。此時，必須先調用SetWindowExtEx，然後再調用SetViewportExtEx。因為調用後者時Windows會根據前者的設定值修改LenXD或LenYD，使得X、Y軸的比例相同。具體修改如下：
取和的最小值minScale，修改LenXD、LenYD如下：
此時，
這樣，既保證了比例尺相同，又能最大限度的顯示視窗（邏輯坐標系下的一個矩形）內容。
四、文字顯示
請看下面的代碼
void GDITest(HWND hwnd)
{
HDC hDC = GetDC(hwnd);
TCHAR* szStr = _T("GDI測試");
RECT rect;
LOGFONT logFont;
SetGraphicsMode(hDC,GM_ADVANCED); //（3）
SetMapMode(hDC, MM_ISOTROPIC);
SetWindowExtEx(hDC,5000, ±5000,NULL); //（4）
GetClientRect(hwnd,&rect);
SetViewportExtEx(hDC,rect.right,rect.bottom,NULL);
SetViewportOrgEx(hDC,rect.right >> 1,rect.bottom >> 1,NULL);
ZeroMemory(&logFont,sizeof(logFont));
logFont.lfCharSet = GB2312_CHARSET;
logFont.lfHeight = -1000;
lstrcpy(logFont.lfFaceName,_T("宋體"));
HFONT hFont = CreateFontIndirect(&logFont);
SelectObject(hDC,hFont);
TextOut(hDC,0,0,szStr,lstrlen(szStr));
DeleteObject(SelectObject(hDC,GetStockObject(SYSTEM_FONT)));
ReleaseDC(hwnd,hDC);
}
（4）中的±對輸出是有影響的，見下圖。亦即：當邏輯坐標系y軸與設備坐標系y軸方向相反時，會導致字型輸出的上下顛倒。
將（3）改為SetGraphicsMode(hDC,GM_COMPATIBLE);則±對輸出毫無影響。這些說明：
1、對於SetGraphicsMode(hDC,GM_COMPATIBLE)而言，Windows 僅將文字高度和文字參考點（reference point——輸出文字時的基準點）轉換到設備坐標系，然後在設備坐標系下進行文本輸出；
2、對於SetGraphicsMode(hDC,GM_ADVANCED)而言，對文本的處理就比較麻煩了：我猜測是將所有文本的輪廓點從世界坐標系轉換至設備坐標系，然後再內部填充處理。這樣的轉換更加徹底、完美！
五、套用實例
下面的代碼將在視窗客戶區畫一個傾斜橢圓
#include <MATH.H>
/*****************************************************************************\
在視窗的客戶區畫傾斜橢圓，橢圓中心在客戶區中心
hwnd &#91;in&#93; 視窗句柄
rotDeg &#91;in&#93; 旋轉角，逆時針旋轉為正，單位：度
a &#91;in&#93; 長半軸，單位：0.1mm
b &#91;in&#93; 短半軸，單位：0.1mm
\*****************************************************************************/
void DrawRotateEllipse(HWND hwnd,float rotDeg,int a,int b)
{
HDC hDC = GetDC(hwnd);
XFORM xForm;
//角度轉換為弧度
rotDeg *= 0.017453292519943295769236907684886f;
{//設定世界坐標系與邏輯坐標系的轉換關係
SetGraphicsMode(hDC, GM_ADVANCED);
xForm.eM11 =
xForm.eM22 = (FLOAT) cos(rotDeg);
xForm.eM12 = (FLOAT) sin(rotDeg);
xForm.eM21 = -xForm.eM12;
xForm.eDx =
xForm.eDy = 0.0f;
SetWorldTransform(hDC, &xForm);
}
SetMapMode(hDC, MM_LOMETRIC);
{//設定視口原點
RECT rect;
GetClientRect(hwnd,&rect);
SetViewportOrgEx(hDC,rect.right >> 1,rect.bottom >> 1,NULL);
}
//畫8cm*4cm的橢圓
#if 0
//橢圓中心邏輯坐標為(0,0)
Ellipse(hDC,-a,b,a,-b);
#else
//橢圓中心坐標為：世界坐標——(400,0) 邏輯坐標——(283,283)
SetWindowOrgEx(hDC,(int)(xForm.eM11 * a),(int)(xForm.eM12 * a),NULL);
Ellipse(hDC,0,b,2 * a,-b);
#endif
ReleaseDC(hwnd,hDC);
}
畫橢圓的時候有兩種方法：
1、世界坐標系下，橢圓中心坐標為（0，0），長軸在 X 軸上，短軸在 Y 軸上。此時，邏輯坐標系下，橢圓中心坐標也為（0，0）。所以只要一行代碼即可：
Ellipse(hDC,-a,b,a,-b);
2、世界坐標系下，橢圓中心坐標為（a，0），長軸在 X 軸上，短軸在 Y 軸上。此時，邏輯坐標系下，橢圓中心坐標為（，）。所以需要兩行代碼：
SetWindowOrgEx(hDC,(int)(xForm.eM11 * a),(int)(xForm.eM12 * a),NULL);
Ellipse(hDC,0,b,2 * a,-b);
這說明：SetWindowOrgEx中的坐標是邏輯坐標，而不是世界坐標。
實際運行結果：在Win98下，無法旋轉；在WinXP下，可以旋轉，見下圖。
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