Логическая система координат

Приложения Windows могут использовать одну из нескольких логических координат, устанавливая соответствующий режим отображения в контексте отображения. При этом, как мы уже говорили, можно использовать любое направление координатных осей и любое расположение начала координат. Например, возможна система координат, в которой задаются положительные и отрицательные координаты по любой оси (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Одна из возможных систем координат

Для установки режима отображения, непосредственно определяющего направление осей и размер логической единицы системы координат, используется функция SetMapMode:

int WINAPI SetMapMode(HDC hdc, int nMapMode);

Для контекста отображения hdc эта функция устанавливает новый режим отображения, заданный параметром nMapMode, возвращая номер режима отображения, который был установлен раньше.

Параметр nMapMode может принимать одно из следующих значений.

Режим отображения	Направление оси X	Направление оси Y	Размер одной логической единицы
MM_TEXT	Вправо	Вниз	1 пиксел
MM_LOMETRIC	Вправо	Вверх	0,1 мм
MM_HIMETRIC	Вправо	Вверх	0,01 мм
MM_LOENGLISH	Вправо	Вверх	0,01 дюйм
MM_HIENGLISH	Вправо	Вверх	0,001 дюйм
MM_TWIPS	Вправо	Вверх	1/1440 дюйма
MM_ISOTROPIC	Можно выбирать	Можно выбирать	Произвольный, одинаковый для осей X и Y
MM_ANISOTROPIC	Можно выбирать	Можно выбирать	Произвольный, может быть разный для осей X и Y

Как видно из этой таблицы, в режиме отображения MM_TEXT, выбранном в контекст отображения по умолчанию, используется нестандартное (для геометрии, математики и физики) направление оси Y - вниз от начала координат. Мы уже говорили, что такое направление оси Y удобно для отображения текста, поэтому этот режим отображения иногда называют текстовым.

Нетрудно заметить, что в режиме MM_TEXT логическая единица длины полностью соответствует физической, поэтому при рисовании геометрических фигур возможны искажения формы. Эти искажения связаны с тем, что форма пиксела для некоторых видеоконтроллеров может быть отличной от квадратной. Режим MM_TEXT неудобен для рисования фигур.

В режимах MM_LOMETRIC, MM_HIMETRIC, MM_LOENGLISH, MM_HIENGLISH, MM_TWIPS используется более привычное направление осей координат и единицы длины, не зависящие от аппаратного обеспечения устройства вывода.

В режиме MM_ISOTROPIC вы можете выбирать произвольное направление осей координат и произвольный (но одинаковый) масштаб для осей X и Y. Заметим, что произвольное направление координат в нашем случае не подразумевает их произвольного расположения относительно вертикальной и горизонтальной осей - ось X может располагаться только горизонтально, ось Y - только вертикально.

Режим MM_ANISOTROPIC еще более универсален. Он позволяет устанавливать произвольное направление осей координат, произвольный масштаб для осей координат, причем для каждой оси можно установить свой собственный масштаб.

Во всех режимах отображения, кроме MM_TEXT и MM_ANISOTROPIC с разным масштабом для осей X и Y, приложение может не заботиться о "квадратуре пиксела", так как масштаб по осям координат одинаковый и не зависит от особенностей устройства вывода.

Сделаем небольшое пояснение относительно режима отображения MM_TWIPS. В этом режиме используется единица длины twip (от twentieth of a point - двадцатая часть точки, или, в терминах полиграфии, двадцатая часть пункта). Размер одного пункта приблизительно равен 1/72 дюйма, следовательно размер единицы длины twip равен 1/1440 дюйма.

С помощью функции GetMapMode приложение может в любой момент времени определить номер режима отображения, выбранный в контекст отображения hdc:

int WINAPI GetMapMode(HDC hdc);

Преобразование координат

Теперь немного математики (не волнуйтесь, совсем немного).

Приложение, вызывая для рисования функции GDI, указывает логические координаты. Перед выводом GDI преобразует их в физические с использованием следующих формул:

В этих формулах используются следующие обозначения.

Переменные xWindow и yWindow обозначают, соответственно, логические координаты по оси X и Y. Физические координаты обозначаются как xViewport и yViewport. Таким образом, логические координаты (xWindow,yWindow) преобразуются в физические координаты (xViewport,yViewport).

С помощью переменных xViewOrg и yViewOrg можно изменить расположение начала физических координат. По умолчанию в контексте отображения значения атрибутов, соответствующих этим переменным, равны 0. Приложение может сместить начало координат, изменив значения переменных xViewOrg и yViewOrg.

Для перемещения начала логической системы координат приложение может изменить значения переменных xWinOrg и yWinOrg, которые также определены как атрибуты контекста отображения. По умолчанию в этих переменных находятся нулевые значения.

Переменные xViewExt, yViewExt, xWinExt и yWinExt (вернее, их отношения) задают масштаб, который используется в процессе преобразования координат. Этот масштаб зависит от установленного режима отображения. Приложения могут изменить его только в режимах MM_ISOTROPIC и MM_ANISOTROPIC, для остальных режимов отображения используются фиксированные значения.

Обратные преобразования (из логических координат в физические) выполняются с использованием следующих формул:

Для выполнения подобных вычислений удобна функция MulDiv, определенная в программном интерфейсе Windows:

int WINAPI MulDiv(int nMultiplicand, // множимое int nMultiplier, // множитель int nDivisor); // делитель

Эта функция выполняет умножение 16-разрядного параметра nMultiplicand на 16-разрядный параметр nMultiplier, а затем делит полученное 32-разрядное произведение на 16-разрядный параметр nDivisor. В случае переполнения или при нулевом значении делителя функция возвращает отрицательное значение ­32768.

Однако есть специальные функции, предназначенные для преобразования логических координат в физические и физических в логические. Это функции LPtoDP и DPtoLP.

Функция LPtoDP выполняет преобразование логических координат в физические, причем одновременно можно преобразовать несколько пар координат, что ускоряет работу приложения за счет сокращения количества вызовов функции:

BOOL WINAPI LPtoDP(HDC hdc, // идентификатор контекста отображения POINT FAR* lppt, // указатель на массив структур POINT int cPoints); // размер массива структур POINT

Параметр hdc указывает контекст отображения, для которого требуется выполнить преобразования. В процессе преобразования используются атрибуты контекста, такие как смещение и масштаб осей координат.

Через параметр lppt передается указатель на массив структур POINT, в котором находятся преобразуемые координаты. Размер массива определяется значением параметра cPoints. Структура POINT определена в файле windows.h следующим образом:

typedef struct tagPOINT{ int x; int y;} POINT;

После успешного выполнения преобразования функция возвращает значение TRUE. При возникновении ошибки возвращается FALSE.

Обратное преобразование (физических координат в логические) выполняется функцией DPtoLP:

BOOL WINAPI DPtoLP(HDC hdc, // идентификатор контекста отображения POINT FAR* lppt, // указатель на массив структур POINT int cPoints); // размер массива структур POINT

Назначение параметров функции DPtoLP и возвращаемое ей значение аналогично назначению параметров и возвращаемому значению функции LPtoDP.

Есть еще две функции, предназначенные для преобразования координат - ClientToScreen и ScreenToClient.

Функция ClientToScreen выполняет преобразование координат в системе координат, связанной с внутренней областью окна, в экранные координаты:

void WINAPI ClientToScreen(HWND hwnd, POINT FAR* lppt);

Параметр hwnd содержит идентификатор окна, для которого выполняется преобразование.

Параметр lppt содержит указатель на структуру типа POINT, в которую перед вызовом функции следует записать преобразуемые координаты.

Функция ScreenToClient имеет аналогичные параметры, но выполняет обратное преобразование:

void WINAPI ScreenToClient(HWND hwnd, POINT FAR* lppt);

Режимы отображения

Теперь, после того как мы рассказали о физических и логических координатах, а также о преобразованиях координат, займемся подробным описанием каждого режима отображения.

Режим MM_TEXT

Режим отображения MM_TEXT устанавливается в контексте отображения по умолчанию. Для этого режима формулы преобразования координат упрощаются:

xViewport = (xWindow - xWinOrg) + xViewOrgyViewport = (yWindow - yWinOrg) + yViewOrg

Соответствующая система координат представлена на рис. 2.3 (начало системы координат расположено точно в левом верхнем углу внутренней области окна, рисунок иллюстрирует только направление координатных осей).

Рис. 2.3. Система координат в режиме отображения MM_TEXT

Так как в формуле преобразования не присутствуют переменные xViewExt, yViewExt, xWinExt и yWinExt, в данном режиме преобразования невозможно изменить масштаб осей координат. Поэтому логическая единица длины в режиме отображения MM_TEXT равна физической, т. е. одному пикселу.

Тем не менее, приложение может изменить смещение физической или логической системы координат, изменив, соответственно, значение пар переменных (xViewOrg, yViewOrg) и (xWinOrg,yWinOrg). Для установки смещения можно использовать функции SetViewportOrg и SetWindowOrg.

Функция SetViewportOrg устанавливает смещение физической системы координат:

DWORD WINAPI SetViewportOrg(HDC hdc, // контекст отображения int nXOrigin, // новое значение для xViewOrg int nYOrigin); // новое значение для yViewOrg

Для контекста отображения hdc эта функция устанавливает новое расположение начала физической системы координат. Младшее и старшее слово возвращаемого значения содержат, соответственно, предыдущие x- и y-координаты начала физической системы координат.

С помощью функции SetWindowOrg вы можете установить начало логической системы координат:

DWORD WINAPI SetWindowOrg(HDC hdc, // контекст отображения int nXOrigin, // новое значение для xWinOrg int nYOrigin); // новое значение для yWinOrg

По своему смыслу параметры nXOrigin и nYOrigin являются логическими x- и y-координатами верхнего угла окна, используемого для отображения (так как в формуле они используются со знаком минус).

Как правило, приложения изменяют либо начало физических координат, вызывая функцию SetViewportOrg, либо начало логических координат, вызывая функцию SetWindowOrg, хотя, в принципе, вы можете изменить и то, и другое (если не боитесь запутаться в координатных "сетях").

В программном интерфейсе Windows версии 3.1 есть новые варианты описанных выше двух функций, которые называются SetViewportOrgEx и SetWindowOrgEx. Они отличаются более удобным способом передачи старых координат начала соответствующей системы координат:

BOOL WINAPI SetViewportOrgEx(HDC hdc, // контекст отображения int nXOrigin, // новое значение для xWinOrg int nYOrigin, // новое значение для yWinOrg POINT FAR* lppt); // указатель на структуру POINT BOOL WINAPI SetWindowOrgEx(HDC hdc, // контекст отображения int nXOrigin, // новое значение для xWinOrg int nYOrigin, // новое значение для yWinOrg POINT FAR* lppt); // указатель на структуру POINT

В структуру, адрес которой передается через параметр lppt, записываются старые координаты начала системы координат. Обе функции возвращают TRUE в случае успеха и FALSE при возникновении ошибки.

В любой момент времени вы можете определить расположение начала физических или логических координат, если воспользуетесь функциями GetViewportOrg и GetWindowOrg (или их более новыми аналогами - GetViewportOrgEx и GetWindowOrgEx).

Функция GetViewportOrg возвращает x- и y-координаты начала физической системы координат для контекста отображения hdc:

DWORD WINAPI GetViewportOrg(HDC hdc);

Младшее и старшее слово возвращаемого значения содержат, соответственно, предыдущие x- и y-координаты начала физической системы координат.

Функция GetWindowOrg возвращает x- и y-координаты начала логической системы координат:

DWORD WINAPI GetWindowOrg(HDC hdc);

Новые функции, появившиеся в Windows версии 3.1, с именами GetViewportOrgEx и GetWindowExtEx записывают координаты начала координат в структуру, адрес которой передается через параметры lppt и lpSize:

BOOL WINAPI GetViewportOrgEx(HDC hdc, POINT FAR* lppt);BOOL WINAPI GetWindowExtEx(HDC hdc, SIZE FAR* lpSize);

Структура SIZE определена для Windows версии 3.1 и описана в файле windows.h следующим образом:

typedef struct tagSIZE{ int cx; int cy;} SIZE;

Определены также разнообразные указатели на структуру SIZE:

typedef SIZE* PSIZE;typedef SIZE NEAR* NPSIZE;typedef SIZE FAR* LPSIZE;