包含GDI+绘图的窗体滚动

包含GDI+绘图的窗体滚动

上面例子只使用了windows系统标准控件，而下面我们将面对另一种情形。这时，我们要不使用 或不仅仅使用windows标准控件（这样做有很多理由，或许因为标准控件并不能获得用户界面需要的灵活性），要在屏幕上自行绘图。很明显，这是使用 GDI+绘图的领域（GDI+绘图包括许多相关的知识，这里不展开讲解，你可以参见专门的文章），这一领域下的文档管理与windows对标准控件的管理 有很大的不同。

1、滚动管理差异

GDI+下的文档管理与windows对标准控件的管理有很大的不同。尤其地，应用程序不能自行管理窗口的滚动，除非你在代码中进行了相应的编程。也就是说，我们需要帮助窗体Form实例确定何时以及如何滚动。

同样地，为了说明这种情形，我们新建C# windows项目TestGDIPlus。为实现定制绘图，我们重载Paint事件如下：

protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)             {             Graphics g=e.Graphics;	//获取绘图对象             Brush b=new SolidBrush(Color.Green);//初始化画笔             g.FillEllipse(b,0,0,400,350);//绘制填充椭圆             }             //我们也设定窗体初值为矩形区间300*300：             private void InitializeComponent()             {             …             this.Size = new System.Drawing.Size(300,300);             …             }

代码很简单，以屏幕上点（0，0）为左上角起点，以长400、宽350的外接矩形绘制了一个填充 椭圆。从代码上分析，当前窗口(300*300)小于文档尺寸（400*350）,应用程序初始化时应该产生滚动条，运行后改变窗体尺寸也可能产生滚动 条。但编译运行应用程序却发现事实并非如此，这两种情况下滚动条都不会出现。即便我们显式设置窗体AutoScroll属性为 true（this.AutoScroll=true），并且无论怎样拉伸以改变窗体尺寸，滚动条也不会出现。

2、为包含GDI+绘图的窗体添加滚动条

在这里，没有滚动条的原因是窗体不知道是否需要滚动条-它不知道我们自行产生的绘图区域有多大。 也就是说，系统不能自动管理这些绘图区域，除非它明确当前绘图区域的大小符合滚动条出现的条件。那么，如何确定绘图区域的大小呢？通常，绘图区域与文档区 域相一致，而在我们的示例中，文档区域是从文档的左上角（或者是在进行任何滚动前的客户区域左上角）开始向下延伸，其大小应足以包含整个文档的矩形区间。 从代码中绘制椭圆的语句可以得出，这里的文档区域应是矩形区间（400，350）。它也就是我们需要的绘图区域。

确定绘图区域后，告诉窗体文档有多大就很容易了。Form实例的 AutoScrollMinSize属性用于设置自动滚动的最小尺寸，实际使用中给它赋予绘图区域，窗体就能够知道文档的大小并管理滚动条的出现。下述代 码用于设定当前的文档区域为(400*350)，这意味着当窗体小于Size(400,350)所表示的矩形区间时，系统将产生滚动条（或横向或纵向）：

public Form1()             {             InitializeComponent();             this.AutoScrollMinSize=new Size(400,350);//设置自动滚动的最小尺寸             …             }

（需要指出的是，这里之所以使用AutoScrollMinSize设置自动滚动的最小尺寸，是 因为从代码中能够确定文档区域的大小，进而可确定相应屏幕区域的大小。并且，在运行应用程序的过程中，这个文档区域的大小是不会改变的。这种情况下，你能 够使用确定的数值表示滚动尺寸（象上面的代码那样），这也是很普遍的情况。但是，如果应用程序执行并不能确定文档区域的大小，如显示文件的内容的操作，或 者执行某些改变屏幕区域的操作，就需要在代码中动态设置AutoScrollMinSize属性值。）

之后，重新编译并运行应用程序，得到正确显示图形的屏幕。窗体正确设置了滚动条位置及大小，以指 定文档正确显示的比例。试着在运行样例时改变（拉伸或缩放窗体而不是使用滚动条）窗口的大小，可以发现滚动条会正确响应，甚至如果使窗口变得足够大，不再 需要滚动条时，滚动条就会消失。

3、全局变形-全局坐标到页面坐标的转换

然而，使用一下上面产生的应用程序滚动条，向下滚动它，错误出现了：窗体不能正确显示文档！

可见，仅仅设置AutoScrollMinSize是不够的。

实际上，出错原因是我们没有在OnPaint()重载方法代码中考虑滚动条的位置。看看前面绘制 椭圆的代码，它告诉Graphics实例使用窗口客户区域左上角（0，0）为起点绘制一个椭圆。Graphics实例在默认情况下把坐标解释为相对于客户 窗口（系统初始化时客户窗口的左上角与文档的左上角是一致的），它不知道滚动条的情况，而滚动条的使用改变了文档左上角的起点位置，但代码却没有为滚动条 的位置相应调整坐标，这样，错误出现了。

如果你理解.Net中的坐标系统及其转换，你就能清楚错误的原因所在。

· .Net坐标系统

GDI+ 使用三个坐标空间：全局、页面和设备。与这里有关的是全局坐标和页面坐标。其中，全局坐标（也叫世界坐标）是指要测量的点距离文档区域左上角的位置。而页面坐标是指要测量的点距离客户区域左上角的位置。

从以上定义不难看出，页面坐标空间的原点总是屏幕工作区的左上角点，这是不会变化的。而全局坐标 左上角点取决于当前文档的位置。通常，使用Graphics对象的Draw系列方法绘图默认在全局坐标空间中进行，在系统初始化时，全局坐标空间的原点也 在屏幕工作区的左上角，因此页面坐标与全局坐标相同，这时不需要转换也能正确绘图（这就是上面的示例第一次启动总能正确显示窗体的原因所在）。但是，当使 用滚动条时，窗体中文档的位置将发生改变，使文档左上角点不再与客户区域左上角点重合。这时，为正确显示文档，就需要进行转换，使之总是对应于客户区域的 左上角点。显然，这里需要将全局坐标转换为页面坐标。.Net中，把全局坐标映射到页面坐标的变形称为"全局变形"。

· 实施全局变形

从数学变换的角度来看，如果我们知道窗体滚动的距离，全局变形就很简单。Form实例的AutoScrollPosition属性正是用于获取或设置自动滚动定位的位置，通过它就能获得窗体滚动的距离。下面的语句用以获取滚动在X、Y方向的偏移量：

int xOffset=this.AutoScrollPosition.X;//获取x轴方向偏移距离             int yOffset=this.AutoScrollPosition.Y;//获取y轴方向偏移距离

这两个值就是全局坐标点转换为对应页面坐标点的横、纵偏移量。把它们与全局空间下的坐标点进行简 单的矢量加运算，就可以变换为页面空间坐标。Graphics 类提供了方法TranslateTransform来执行这个计算，我们给它传送水平和垂直坐标，表示客户区域左上角点相对于文档左上角点的坐标分量，然 后Graphics设备考虑客户区域相对于文档区域的位置，处理这些坐标。以下语句实现了这一过程：

myGraphics.TranslateTransform(xOffset,yOffset);

 

示例代码

综合上述，修改TestGDIPlust项目文件OnPaint方法如下：

protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)             {             Graphics g=e.Graphics;	//获取绘图对象             g.TranslateTransform(this.AutoScrollPosition.X,this.AutoScrollPosition.Y);             //应用平移变换             Brush b=new SolidBrush(Color.Green);//定义画笔             Point topleft=new Point(0,0);//定义起点坐标             Size size=new Size(400,350);//构造椭圆外接矩形             Rectangle r=new Rectangle(topleft,size);//构造矩形位置及大小             g.FillEllipse(b,r);//绘制填充矩形             base.OnPaint(e);//调用基类绘图事件             }

作为对照，这里也提供另一种实现方式，它通过自行计算而不是借助于TranslateTransform方法实现坐标变换，这是这两种方式唯一的区别。

protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)             {             Graphics g=e.Graphics;	//获取绘图对象             int xOffset=this.AutoScrollPosition.X;//获取滚动在x轴方向偏移距离             int yOffset=this.AutoScrollPosition.Y;//获取滚动在y轴方向偏移距离             Size offset=new Size(xOffset,yOffset);//构造矩形区域             Brush b=new SolidBrush(Color.Green);//定义画笔             Point topleft=new Point(0,0);//定义起点坐标             Size size=new Size(400,350);//构造椭圆外接矩形外框             Rectangle r=new Rectangle(topleft+offset,size);//平移转换定义椭圆外接矩形             g.FillEllipse(b,r);//绘制填充矩形             base.OnPaint(e);//调用基类绘图事件             }

编译并运行，应用程序正确显示屏幕图形，改变窗体尺寸使出现滚动条并拖动，文档各部分正确显示。

 

其它

需要指出的是，单就窗口滚动而言，以上代码是完全可行的了。但实际工作中还需要考虑绘图的效率，这时，以上代码还应该加以完善。

首先，应该判断文档的剪切区域以确定只在需要的时候进行图形绘制；

其次，应该将绘图辅助对象Pen、Brush等声明为类成员变量以减少初始化次数。