基于GDI+的简易画图程序设计与实现

时间：2024-05-17

罗倩

（青岛理工大学琴岛学院计算机工程系，山东青岛 266106）

1 相关技术介绍

1.1 GDI 技术

GDI 是位于应用程序与不同硬件之间的中间层，这种结构让程序员从直接处理不同硬件的工作中解放出来，把硬件间的差异交给了GDI 处理。GDI 通过将应用程序与不同输出设备特性相隔离，使Windows 应用程序能够毫无障碍地在Windows 支持的任何图形输出设备上运行。

Windows 系统是用来给应用程序提供设备独立性的工具，它是windows 系统为了处理输出设备而使用的一种内部数据结构，设备环境是windos 程序，驱动程序，和输出设备(如打印机，绘图仪)之间的纽带，GDI 是一组C++类，它在驱动程序的协助下把数据描绘在硬件上，它位于应用程序与硬件之间，把数据从一方传到另一方。

1.2 GDI+技术

GDI+是GDI 的下一个版本，它进行了很好的改进，并且易用性更好。GDI 的一个好处就是你不必知道任何关于数据怎样在设备上渲染的细节，GDI+更好的实现了这个优点，也就是说，GDI 是一个中低层API,你还可能要知道设备，而GDI+是一个高层的API，你不必知道设备。例如你如果要设置某个控件的前景和背景色，只需设置BackColor 和ForeColor 属性。

1.3 本文采用的技术

GDI+与GDI 相比，增加了下列新的特性：渐变画刷、样条曲线、独立的路径对象、矩阵和矩阵变换、Alpha 通道合成运算和多图片格式的支持，除了上述新特性外，GDI+还将支持重新着色、色彩修正、消除走样、元数据以及Graphics 容器等特性。

而.NET 可以很好的支持GDI+编程，可以充分利用其优越性，本文在设计与实现简易画图程序时，采用GDI+编程技术。

2 系统的设计

2.1 系统总体设计方案

a.对整个界面进行布局。b.实现绘图工具的功能。c.实现颜色拾取的功能。d.实现菜单功能。e.实现手动调节画布大小的功能。f.测试。

2.2 系统结构选择

目前，常用的系统体系结构有两种：C/S 与B/S。采用B/S 结构，客户端只能完成浏览、查询、数据输入等简单功能，绝大部分工作由服务器承担，这使得服务器的负担很重。采用C/S 结构时，客户端和服务器端都能够处理任务，这虽然对客户机的要求较高，但因此可以减轻服务器的压力。

画图程序对计算机的性能要求比较高，占用大量的内存，且要求稳定性好。本文中的系统采用C/S 结构，这样可以充分利用客户端的功能，为服务器减轻负担。

2.3 系统模块设计

画图程序，主要包括四大模块：文件功能（打开、关闭、保存等）、工具箱（线条、铅笔、矩形、空心园、实心圆、橡皮擦等）、调色板（各种颜色）、图像（清除图像、图像属性），软件启动时，为一张空白画布，我们可以直接在画布上绘画，也可以通过菜单中的“打开”，导入一张图片，然后我们就可以在这张图片上进行绘制。简单结构，如图1 所示：

图1 画图程序模块图

图2 界面设计图

2.4 系统界面设计

系统界面遵循简洁、紧凑、美观和易于使用的原则，主界面分成了四个区：菜单区（上侧）、工具箱区（左上侧）、调色板区（左下侧）、状态栏（下侧）、中心区（中间），如图2 所示：

3 系统的实现

3.1 编程语言的选择

C#语言是微软公司提供一门编程语言，方便易用，且功能强大，适合各类项目的开发，对于编写WinForm 程序，是一种不错的选择。本文在开发画图程序时，采用了C#语言。因为使用C#语言，可以通过引入命名空间，调用强大的GDI+的功能，从而可以绘制出漂亮、功能强大稳定的图像。

3.2 关键技术与代码分析

3.2.1 画板、画笔、画刷介绍

要实现画图功能，首要任务是建立画板，Graphics 主要是用来建立画板对象，本文将picture 控件作为画板，创建画板的语法为：

Graphics g=picture1.CreateGraphics();//创建画板

g.Clear(Color.Red);//将画板染成为红色

g.Dispose();//把画板对象从内存中清除掉

建立画板后，下一步的任务就是创建画笔，Pen 主要是用来建立画笔对象，创建画笔的语法如下：

Pen p=new Pen(Color.Blue,2);//定义了一个蓝色,像素为2 的画笔

有了画笔，下一步就是定制画刷，Brush 对象是画笔对象，用来绘制实心、渐层的图形，使得图案显得比较有质感。最简单的画笔仅指定了区域用纯色来填充。这种画笔由System.Drawing.Brush类的实例表示，该实例可以如下构造：Brush b=SolidBrush(Color.Orange);3.2.2 清除图像

清除图像的方法是，把整个画布颜色填充为白色，部分代码如下：

3.2.3 画布大小调整

放置一个picture1 控件，将它固定在主画板的右下角，然后改变鼠标进入时的Cursor 为箭头形状，设置鼠标按下移动时的事件，让该picturebox1 跟随鼠标移动。当鼠标松开时，将主画板的右下角坐标调整为picturebox1 的坐标，部分代码：

3.3 运行界面分析

图3 画图程序主界面

程序启动后，进入程序的主运行界面，如图3 所示。利用左侧工具箱中的工具，以及颜色工具箱，可以白色画板区域中，绘制线条、矩形、椭圆，并可以改变线条的颜色，给矩形和椭圆填充颜色；当绘制图形，出现错误时，使用工具箱中的橡皮擦，除掉错误的地方，以便重新绘制。另外，程序也提供了对图片像素的大小的改变，如将图片的大小从1024*768，改变成800*600，方便使用。