C#中的GDI+图像编程详解

2024-04-02 19:55

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一、Graphics

GDI+是GDI（Windows Graphics Device Interface）的后继者，它是.NET Framework为操作图形提供的应用程序编程接口，主要用在窗体上绘制各种图形图像，可以用于绘制各种数据图像、数学仿真等。

Graphics类是GDI+的核心，它提供将对象绘制到显式设备的方法。Graphics类封装了绘制直线、曲线、圆形、图像和文本的方法，是一切GDI+操作的基础类。在绘图之前，必须在指定的窗体上创建一个Graphics对象，才能调用Graphics类的方法画图。

1、创建Graphics类对象

1、Paint事件
在窗体或控件的Paint事件中创建，将其作为PaintEventArgs的一部分。在为控件创建绘制代码时，通常会使用此方法。　　

例如，在Paint事件中创建Graphics对象：

public partial class Form1 : Form
{
    protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
    {
        base.OnPaint(e);

        Graphics g = e.Graphics; // e.ClipRectangle;//剪切区域，即被遮挡的部分
        g.DrawLine(Pens.Wheat, 0, 0, 2, 2);
    }
}

2、 CreateGraphics方法
调用窗体或控件的CreateGraphics方法可以获取对Graphics对象的引用，该对象表示控件或窗体的绘图画面。如果在已存在的窗体或控件身上绘图，应该使用此方法

例如，在窗体的Load事件中，通过CreateGraphics方法创建Graphics对象

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)    //窗体的Load事件
{
    Graphics g;    //声明一个Graphics对象
    g = this.CreateGraphics();
}

3 、Graphics.FromImage方法
由从Image继承的任何对象创建Graphics对象，调用Graphics.FromImage方法即可，该方法在需要更改已存在的图像时十分有用，例：

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
    Bitmap mbit = new Bitmap(@"C:\test.bmp");
    Graphics g = Graphics.FromImage(mbit);
}

2、Graphics类的属性

Clip 获取或设置 Region，它限定此 Graphics 的绘图区域。
ClipBounds 获取一个 RectangleF 结构，该结构限定此 Graphics 的剪辑区域。
VisibleClipBounds 获取此 Graphics 的可见剪辑区域的边框。
CompositingQuality 获取或设置绘制到此 Graphics 的合成图像的呈现质量。
SmoothingMode 获取或设置此 Graphics 的呈现质量。
DpiX 获取此 Graphics 的水平分辨率。
DpiY 获取此 Graphics 的垂直分辨率。
PageScale 获取或设置此 Graphics 的世界单位和页单位之间的比例。
PageUnit 获取或设置用于此 Graphics 中的页坐标的度量单位。

3、Graphics类的常用方法

画线条
DrawLine    绘制一条连接由坐标对象指定的两个点的线条
DrawLines    绘制一列连接一组Point结构的线段
DrawBezier    绘制由四个Point结构定义的贝塞尔样条
DrawBeziers    从Point结构的数组绘制一系列贝塞尔样条
DrawCurve    绘制经过一组指定的Point结构的基数样条
画可填充线条
DrawEllipse    绘制一个由一对坐标、宽度和高度指定的椭圆
DrawPath    绘制GraphicsPath对象
DrawPie    绘制一个扇形，该扇形由一个坐标对象，宽度和高度，以及两条射线所指定的椭圆指定
DrawPolygon    绘制由一组Point结构定义的多边形
DrawRectangle    绘制由坐标对。宽度和高度指定的矩形
DrawRectangles    绘制一系列由Rectangle结构指定的矩形
DrawArc    绘制一段弧线，它表示由一对坐标、宽高指定的椭圆部分
填充区域
FillEllipse    填充边框所定义的椭圆内部，该边框由一对坐标、一个高度和一个宽度指定
FillPath    填充GraphicsPath对象的内部
FillPie    填充扇形内部
FillPolygon    填充多边形内部
FillRectangle    填充由一对坐标、一个宽度和一个高度指定的矩形内部
FillRectangles    填充由Rectangle结构指定的一些列矩阵的内部
FillRegion    填充Region对象的内部
画字符串、图画、图标
DrawString    在指定位置并且用指定的Brush和Font对象绘制指定的文本字符串
DrawIcon    在指定坐标处绘制由指定的Icon对象表示的图像
DrawImage    在指定的位置并且按原始大小绘制指定的Image对象
其他
MeasureString(String, Font)    测量用指定的 Font 绘制的指定字符串。
FromImage    从指定的Image对象创建行的Graphics对象
Save    保存此Graphics对象的当前状态，并且GraphicsState对象标识保存的状态
Clear    清除整个绘图面并以指定背景色填充
Dispose    释放由此Graphics对象使用的所有资源

二、坐标系统

GDI+定义了三种坐标系统，并提供了三种坐标转换的方法Graphics.TransformPoints()。

全局坐标系统。
页面(Page)坐标系统：左上角为原点，横向x轴向右为正方向，纵向y轴向下为正方向。单位为像素。这是默认的坐标系统。
设备坐标系统：可以指定特定测量单位的页面(Page)坐标系统。如果单位为像素，和页面(Page)坐标系统相同。

1、点结构：Point和PointF

点结构有两个成员：X，Y，表示点的x轴和y轴的坐标。其常用构造函数如下：

Point p1=new Point(int X,int Y);//X,Y为整数
PointF p2=new PointF(float X,floa Y);//X,Y为浮点数

2、尺寸结构Size和SizeF

Size和SizeF用来表示尺寸大小，有两个成员：Width和Height。常用构造函数如下：

public Size(int width,int height);
public SizeF(float width,float height);

3、矩形结构Rectangle和RectangleF

结构Rectangle和RectangleF用来表示一个矩形，常用属性如下：

Top、Left，Bottom， Right：Rectangle结构坐标
Width、Height：获取或设置此Rectangle结构的宽、高度。
Size：获取或设置此Rectangle的大小。
X、Y:获取或设置此Rectangle结构左上角的x，Y坐标。

其常用构造函数为：

//参数为矩形左上角坐标的点结构location和代表矩形宽和高的Size结构size
Rectangle(Point location,Size size);//参数也可为PointF和SizeF
//参数为矩形左上角x和y坐标,宽,高
Rectangle(int X,int Y,int width,int height);//X和Y也可为float

4、路径类GraphicsPath

GraphicsPath 类表示一系列相互连接的直线和曲线。此类不能被继承。

Graphics g = e.Graphics;
g.FillRectangle(Brushes.White, this.ClientRectangle);

GraphicsPath gp = new GraphicsPath();

gp.AddLine(10, 10, 10, 50);
gp.AddBezier(10, 50, 10, 55, 25, 70, 30, 70);
gp.AddLine(30, 70, 60, 70);
//闭合图形
gp.CloseFigure();

//GraphicsPath类本身没有提供显示创建路径的功能，所以需要把路径对象传给Graphics类的一个方法来显示
g.DrawPath(Pens.Black, gp);
g.FillPath(Brushes.Orange, gp);//给路径填充橘黄色，
gp.Dispose();
g.Dispose();

5、区域类Region类

Region类表示由矩形或由路径构成图形形状的内部

1、从GraphicsPath路径对象中创建区域,

GraphicsPath gp = new GraphicsPath();

gp.AddLine(10, 10, 10, 50);
gp.AddBezier(10, 50, 10, 55, 25, 70, 30, 70);
gp.AddLine(30, 70, 60, 70);
//闭合图形
gp.CloseFigure();

Region reg = new Region(gp);   //从GraphicsPath对象创建Region对象
//填充区域
g.FillRegion(Brushes.Green, reg);

2.从各类图形中创建：

Region reg = new Region(new Rectangle(10, 10, 80, 20));

3.从一个区域中创建另一个区域

Region r1 = new Region(new Rectangle(10, 10, 80, 20));
RegionData r1Data = r1.GetRegionData();//区域数据
Region r2 = new Region(r1Data);  //构造函数不接受区域对象本身，可以接受区域数据数组。

4.区域的并集和交集

示例：

Graphics g = e.Graphics;
Rectangle rect1 = new Rectangle(50, 10, 50, 130);
Rectangle rect2 = new Rectangle(10, 50, 130, 50);
//设置Region为第一个矩形
Region reg = new Region(rect1);
//用Rect2提取Region中的交集
reg.Intersect(rect2);

g.FillRegion(Brushes.Orange, reg);
g.DrawRectangle(Pens.Black, rect1);
g.DrawRectangle(Pens.Black, rect2);

三、颜色

1、Color结构

Color结构表示颜色，结构中包含一个无符号32位数代表颜色。任何一种颜色可以用ARGB颜色（alpha、红、绿、蓝）表示。Color结构通过表态属性公开了140个命名颜色。。常用方法如下：

public static Color FromArgb(int alpha,int rr,int gg,int bb);
从四个分量（透明度、红色、绿色和蓝色）值创建Color结构。每个分量的值仅限于8位（小于256）。alpha值表示透明度，=0为完全透明，=255为完全不透明
public static Color FromArgb(int rr,int gg,int bb);
从指定的8位颜色值（红色、绿色和蓝色）创建Color结构。透明度值默认为255（完全不透明）。每个分量的值仅限于8位（小于256）。红色为(255,0,0)，绿色为(0,255,0)，蓝色为(0,0,255)。
public static Color FromArgb(int alpha,Color color);
从指定的Color结构创建新Color结构，使用新指定的透明度值alpha。alpha值仅限于8位。

创建实例

//创建Color实例的参数为 r，g，b； //参数为红,绿,蓝三种原色,透明度为默认,即完全不透明.
Color cl = Color.FromArgb(200, 200, 200);

//调用静态FromName方法
Color cl = Color.FromName("PowderBlue");  //字符串参数必须包含一个KnownColor枚举值的名称.

使用颜色：

Color red=Color.Red;
red.GetBrightness();
red.GetHue();
red.GetSaturation();

2、ColorTranslator类

FromHtml(String) 将 HTML 颜色表示形式翻译成 GDI+ Color 结构。

Color myColor = ColorTranslator.FromHtml("Blue");
Color myColor = ColorTranslator.FromHtml("H00000");

ToHtml(Color) 将指定的 Color 结构翻译成 HTML 字符串颜色表示形式。

string htmlColor = ColorTranslator.ToHtml( Color.Red);
string htmlColor = ColorTranslator.ToHtml( Color.FromArgb(255,255,255));

四、画笔Pen类

画笔，定义用于绘制直线和曲线的对象。

定义画笔：

Pen pen1 = new Pen(Color, Single); //参数为颜色Color，单精度浮点数Sigle；宽度默认为1；
Pen pen2 = Pen(Brush, Single);  // 使用指定的 Pen 和 Brush 初始化 Width 类的新实例。

使用画笔：

//画实线
Pen pen = new Pen(Color.Red, 3);
//确定线的首位位置
Point point1 = new Point(10, 50);
Point point2 = new Point(250, 50);
Graphics g = this.CreateGraphics();
g.DrawLine(pen, point1, point2);

五、画刷Brush

画刷：定义用于填充图形形状（如矩形、椭圆、饼形、多边形和封闭路径）的内部的对象。只是一个抽象基类。

Rectangle rect1 = new Rectangle(20, 80, 250, 100);

// (实心实心刷)
SolidBrush sbrush = new SolidBrush(Color.DarkOrchid);

//(纹理刷)
TextureBrush textureBrush = new TextureBrush(new Bitmap(@"e:/123.jpg"));

//(梯度、线性渐进刷)
LinearGradientBrush lbrush = new LinearGradientBrush(rect1, Color.DarkOrange, Color.Aquamarine, 45);

//路径渐进画刷
PathGradientBrush pathbrush = new PathGradientBrush(graphicsPath);

//(阴影刷)
HatchBrush hbrush = new HatchBrush(HatchStyle.DiagonalCross, Color.DarkOrange, Color.Aquamarine);

e.Graphics.FillRectangle(sbrush, rect1);         // (实心刷)
e.Graphics.FillRectangle(textureBrush, rect1);       //(纹理刷)
e.Graphics.FillRectangle(lbrush, rect1);            //(梯度刷)
e.Graphics.FillRectangle(hbrush, rect1);             //(阴影刷)

六、字体 Font

Font类有两个构造函数：

第一个是new Font(字体名称,字号)，例如，label1.Font=new Font("黑体",9)。

第二个是new Font(字体名称,字号，字体风格)，其中第三个参数是枚举类型。

定义字体：

//例如修改标签控件字体为斜体：
label1.Font=new Font("黑体",9,label1.Font.Style|FontStyle.Italic);

//修改标签控件字体不为斜体：
label1.Font=new Font("黑体",9,label1.Font.Style&~FontStyle.Italic);

字体用法

// Create font and brush.
Font drawFont = new Font("Arial", 16);
SolidBrush drawBrush = new SolidBrush(Color.Black);

// Draw string to screen.
e.Graphics.DrawString("Sample Text", drawFont, drawBrush,  new PointF(150.0F, 150.0F));