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SDK-API 图形基础 GDI原理

Windows 98和Microsoft Windows NT中的图形主要由GDI32.DLL动态链接库输出的函数来处理。在Windows 98中,这个GDI32.DLL实际是利用16位GDI.EXE动态链接库来执行许多函数。在Windows NT中,GDI.EXE只用于16位的程序。


这些动态链接库呼叫您安装的视讯显示器和任何打印机呼叫驱动程序中的例程。视讯驱动程序存取视讯显示器的硬件,打印机驱动程序将GDI命令转换为各种打印机能够理解的代码或者命令。显然,不同的视讯显示卡和打印机要求不同的设备驱动程序。


因为PC兼容机种上可以连接许多种不同的视讯设备,所以,GDI的主要目的之一是支持与设备无关的图形。Windows程序应该能够毫无困难地在Windows支持的任意一种图形输出设备上执行,GDI通过将您的程序和不同输出设备的特性隔离开来的方法来达到这一目的。


图形输出设备分为两大类:位映像设备和向量设备。大多数PC的输出设备是位映像设备,这意味着它们以图点构成的数组来表示图像,这类设备包括视讯显示卡、点阵打印机和激光打印机。向量设备使用线来绘制图像,通常局限于绘图机。


许多传统的计算机图形程序设计方式都是完全以向量为主的,这意味着使用向量图形系统的程序与硬件有着一定层次的隔离。输出设备用图素表示图形,但是程序与程序接口之间并不是用图素进行沟通的。您当然可以使用Windows GDI作为一个高阶的向量绘制系统,同时也可以将它用于比较低阶的图素操作。


从这方面来看,Windows GDI和传统的图形接口语言之间的关系,就如同C和其它程序设计语言之间的关系一样。C以它在不同操作系统和环境之间的高度可移植性而闻名,然而C也以允许程序写作者进行低阶系统呼叫而闻名,这些呼叫在其它高级语言中通常是不可能的。正如C有时被认为是一种 高级汇编语言 一样,您可以认为GDI是图形设备硬件之间的一种高阶界面。


您已经看到,Windows内定使用图素坐标系统。大多数传统的图形语言使用 虚拟 坐标系,其水平和垂直轴的范围在0到32,767之间。虽然有些图形语言不让您使用图素坐标,但是Windows GDI允许您使用两种坐标系统之一(甚至依据实际度量衡的坐标系)。您可以使用虚拟坐标系以便让程序独立于硬件之外,或者也可以使用设备坐标系而完全迎合硬设备提供的环境。


某些程序写作者认为一旦开始使用操作图素的程序设计方式,就放弃了设备无关性。我们在 上一章看到,这不完全是正确的,其中的诀窍是在与设备无关的方式中使用图素。这要求图形接口语言为程序提供一些方法来确定设备的硬件特征,并进行适当的调节。例如,在SYSMETS程序中,我们根据标准系统字体字符的图素大小来确定屏幕上的文字间距,这种方法允许程序针对分辨率、文字大小和方向比例各不相同的显示卡进行相应的调节。您将在本章看到一些用于确定显示尺寸的其它方法。


早期,许多使用者在单色显示器上执行Windows。即使是几年前,笔记本计算机也还只有灰阶显示。为此,GDI的设计保证了您可以在编写一个程序时不必太担心色彩问题-也就是说,Windows可以将色彩转换为灰阶显示。甚至在今天,Windows 98使用的视讯显示已经具有了不同的色彩能力(16色、256色、 high-Color 以及 true-color )。虽然,彩色喷墨打印机的成本已经很低了,但是大多数使用者仍然坚持使用黑白打印机。盲目地使用这些设备是可以的,但是您的程序也应该能决定在某种显示设备上有多少色彩可以使用,从而最佳利用硬件功能。


当然,就如同您编写C程序时,为了使它在其它计算机上执行而遇到一些微妙的移植性问题一样,您也可能不小心让设备依赖性溜进您的Windows程序,这就是不与硬件完全隔离的代价。您还应该知道Windows GDI的局限。虽然可以在显示器上到处移动图形对象,但GDI通常是一个静态的显示系统,只有有限的动画支持。如果需要为游戏编写复杂的动画,就应该研究一下Microsoft DirectX,它提供了您需要的支持。



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