C# 《WinForm程序設計與實踐》 第9章 GDI+

第9章 GDI+

 

9.1 GDI+概述

GDI(Graphic Device Interface,圖像設備接口)是早期Windows操作系統的一個可執行，位於C:\\Windows\System32文件夾中，文件名爲GDI.exe。GDI+ 是GDI的升級版本，提供了各種豐富的圖形圖像處理功能，統一在.Net Framework中封裝和定義。

 

在.Net Framework中，GDI+ 被封裝在如下幾個命名空間中。

(1)System.Drawing: 提供了對GDI+基本圖形功能的訪問，其中Graphics類是整個GDI+的核心，能夠繪製線條、曲線、圖形、圖像和文本的畫面。其他類需要和Graphics類配合使用。在System.Drawing中，常見的類與結構如下表所示：

表9-1 GDI+常用的類與結構說明

類或結構	說明
Graphics	封裝一個GDI+繪圖圖面
Bitmap	封裝GDI+位圖，用於處理由像素數據定義的圖像的功能
Brush	用於創建畫筆對象，以填充圖形的內部
Font	定義特定的文本格式，包括字體、字號和字形屬性
Pen	定義用於繪製直線和曲線的鋼筆對象
Region	指示由矩形和由路徑構成的圖形形狀的內部
SolidBrush	定義單色畫筆
StringFormat	封裝文本佈局信息、顯示操作和OpenType功能
Color	表示一種ARGB顏色(alpha、紅色、綠色、藍色)
Point	表示在二維平面中定義點的整數x和y座標的有序對
PointF	表示在二維平面中定義點的浮點x和y座標的有序對
Rectangle	存儲一組整數，共4個，表示一個矩形的位置和大小
Size	存儲一個有序整數對，通常爲矩形的寬度和高度
SizeF	存儲有序浮點數對，通常爲矩陣的寬度和高度

ARGB與RGB、RGBA的區別

https://blog.csdn.net/caption_deng/article/details/52366907 

(2) System.Drawing.Drawing2D: 提供了高級的二維和矢量圖形功能，主要有梯度型畫刷、Matirx類和GraphicsPath類等。

(3) System.Drawing.Image: 提供了高級GDI+圖形處理功能。

(4) System.Drawing.Text: 提供了高級GDI+字體和文本排版功能。

 

 

Windows操作系統的GDI+服務分爲以下3個主要部分：

(1) 二維矢量圖形

矢量圖形由圖元（如線條、曲線和圖形）組成，它們由一系列座標系統的點集組成。GDI+提供了用於存儲這些圖元本身信息的類或結構體，也提供了繪製圖元的類。例如，Rectangle結構體存儲了一個矩形的尺寸位置；Pen類存儲線條顏色、線條寬度，以及線條樣式等信息；Graphics類提供繪製線條、矩形、路徑和其它圖形的方法；而Brush類存儲了在閉合圖形內部填充顏色和圖案的信息。

(2) 圖形處理

有些圖片很難用矢量圖形表示，這種類型的圖像採用位圖進行存儲，即由表示屏幕上獨立點顏色的數字型數組所組成。GDI+中提供了若干種類，可實現快速存取和顯示。例如，CachedBitmap類可用於存儲一張緩存在內存中的圖片。

(3) 圖文混排

圖文混排是文字處理或繪圖軟件的基礎功能，關係到文字以何種字體、尺寸和樣式在繪圖區域中的具體顯示和控制，GDI+爲這種複雜的任務提供廣泛的支持。

 

9.2 輔助繪圖對象

在圖像處理中，繪圖位置控制對象Point、Size、Rectangle和顏色控制對象Color等是必須要使用的。

1.Point結構

代表着座標系統中的一個點，由座標值x和y共同組成。

2.Size結構

代表一個矩形區域的尺寸。

3.Recently結構

代表一個矩形。

4.Color結構

顏色是進行圖形操作的基本要素，任何一種顏色都可以由4個分量決定，每個分量佔據一個字節。

A: Alpha值，即透明度，取值範圍爲0~255，0爲完全透明，255爲完全不透明。

R: 紅色，取值範圍爲0~255，255爲飽和紅色。

G: 綠色，取值範圍爲0~255，255爲飽和綠色。

B: 藍色，取值範圍爲0~255，255爲飽和藍色。

5.Font類

Font類用於指示繪製過程中所使用的字體。

6.Graphics類

要進行圖形處理，必須首先創建Graphics對象，然後才能利用它進行各種畫圖操作。

 

9.3 基本繪圖工具

繪圖的基本工具包括Pen和Brush，在GDI+中，可以使用Pen對象和Brush對象程序圖形、文本和圖像。Pen類的實例用於繪製線條和空心形狀；Brush類派生的任何類的實例用於填充形狀或繪製文本。

 

9.3.1 Pen

Pen可用於繪製具有指定寬度和樣式的線條、曲線以及勾勒形狀輪廓。

表 Pen類常用屬性說明

屬性	說明
Color	獲取或設置通過Pen類的對象繪製的直線的顏色
DashStyle	獲取或設置通過Pen類的對象繪製的虛線的樣式
DashPattern	獲取或設置對自定義虛線的空白區域和長度進行定義的浮點值數組
PenType	只讀屬性，檢索通過Pen類對象繪製的直線的樣式
StartCap	獲取或設置LineCap枚舉值,該值指定了通過Pen對象繪製的直線起點樣式
EndCap	獲取或設置LineCap枚舉值,該值指定了通過Pen對象繪製的直線終點樣式

 

9.3.2 Brush

Brush類是一個抽象的類，在GDI+中提供的5個類，擴展了Brush類並提供了具體的實現方式，如表所示：

表 Brush類的擴展類

類	說明
SolidBrush	使用純顏色填充圖形
TextureBrush	使用基於光柵的圖像填充圖形
LinearGradientBrush	使用顏色漸變填充圖形
PathGradientBrush	使用漸變色填充圖形，漸變方向是從有路徑定義的圖形邊界指向圖形的中心
HatchBrush	使用各種圖案填充圖形

 

小項目綜合

運行結果：

代碼：

1 VS2015 新建一個WindowsFormsApplication工程，

2 在Form1.cs中，添加如下控件：

表 窗體及控件屬性設置

窗體和控件	屬性	屬性值
Form1	Text	驗證碼
pictureBox1	Name	pictureBoxCode
textBox1	Name	txtCode
button1	Name	btnCheck
	Text	驗證

3 鼠標右擊Form1.cs 找到對應的代碼工程，代碼部分參考如下代碼：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.ComponentModel;

using System.Data;

using System.Drawing;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Windows.Forms;

 

//功能 ： 驗證碼的生成與匹配

namespace WinFormsVerificationCode

{

    public partial class Form1 : Form

    {

        //在主窗體中定義全局變量

        string randomCode = string.Empty;

 

        //方法：生成隨機字符串

        private string CreateRandomCode(int codeCount)

        {

            string randomCode = "";

            string allchar = "0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z,a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z";

            string[] allCharArray = allchar.Split(',');//分割 生成子串

            Random rand = new Random();

            for (int i = 0; i < codeCount; i++)

            {

                //生成隨機數 且 該隨機數<=allCharArray.Length

                randomCode += allCharArray[rand.Next(allCharArray.Length)].ToString();

            }

            return randomCode;

        }

 

        //方法：生成驗證碼圖像

        private Bitmap CreateImage(string code, int fontSize, string font, Color foreColor, Color bgColor)

        {

            int imageWidth = (code.Length * fontSize) + 40;//圖片寬度

            int imageHeight = fontSize * 2 + 10;//圖片高度

            Bitmap image = new Bitmap(imageWidth, imageHeight);//生成圖片框

 

            Graphics g = Graphics.FromImage(image);

            g.Clear(bgColor);

 

            Font f = new Font(font, fontSize, FontStyle.Bold);

            //使用指定的畫筆和字體對象在指定位置繪制指定的文本字符串。

            g.DrawString(code, f, new SolidBrush(ForeColor), 1, 1);//設置驗證碼

 

            Random rnd = new Random();

            //給背景添加隨機生成的燥點

            for (int i = 0; i < 100; i++)

            {

                int x = rnd.Next(imageWidth);

                int y = rnd.Next(imageHeight);

                g.FillRectangle(new SolidBrush(Color.FromArgb(rnd.Next())), x, y, 2, 2);

            }

            //給背景添加隨機生成的幹擾線

            for (int i = 0; i < 50; i++)

            {

                int x1 = rnd.Next(imageWidth);

                int x2 = rnd.Next(imageWidth);

                int y1 = rnd.Next(imageHeight);

                int y2 = rnd.Next(imageHeight);

                g.DrawLine(new Pen(Color.FromArgb(rnd.Next()), 2), x1, y1, x2, y2);

            }

            return image;

        }

 

        //方法：刷新驗證碼

        private void freshCode()

        {

            randomCode = CreateRandomCode(5);

            pictureBoxCode.Image = CreateImage(randomCode, 35, "宋體", Color.Blue, Color.White);

        }

 

        public Form1()

        {

            InitializeComponent();

        }

 

        //按鈕點擊事件處理程序

        private void btnCheck_Click(object sender, EventArgs e)

        {

            if (randomCode.ToUpper() != txtCode.Text.ToUpper())

            {

                MessageBox.Show("驗證碼輸入錯誤，請重新輸出！");

                txtCode.Text = "";

                freshCode();

            }

            else

            {

                MessageBox.Show("恭喜，驗證碼輸入正確！");

            }

        }

 

        //窗體加載事件處理程序

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)

        {

            freshCode();

        }

    }

}