GDI+ for VCL基础 -- 画笔

本文为GDI+ for VCL基础系列文章之一，主要供GDI+初学者入门参考，例子使用GDI+版本下载地址和说明见《GDI+ for VCL基础 -- GDI+ 与 VCL》。如有错误或者建议请来信：maozefa@hotmail.com

GDI+ 提供了很多绘图方法，如直线、曲线、圆弧、矩形、椭圆、扇形、多边形以及路径线条等，这些图形都需要使用GDI+ 画笔对象。

GDI+ for VCL提供了画笔类TGpPen，TGpPen提供了2个构造方法，一个以TARGB颜色（BCB中为TGpColor类）建立画笔，另一个则以GDI+ 画刷类（TGpBrush）对象建立画笔，实际上，GDI+画笔都是建立在GDI+画刷对象基础上的，以颜色建立画笔， 其实就是以实色刷类TGpSoLidBrush对象建立画笔，所以下面建立的2种画笔是完全等价的，不过第一种方法更简单、方便些而已：

pen := TGpPen.Create(kcRed); // 以颜色建立画笔
brush := TGpSoildBrush.Create(kcRed);
pen := TGpPen.Create(brush); // 以实色画刷建立画笔

通过TGpPen.PenType可以得到画笔的类型TPenType，实际也就是建立画笔的画刷类型，其定义如下：

TPenType = (ptSolidColor, ptHatchFill, ptTextureFill, ptPathGradient, ptLinearGradient);

进一步，通过TGpPen.Brush属性，可以得到画笔内部的画刷（GDI+ for VCL的各种画刷我已经在前面几篇文章中作了介绍）。

下面将TGpPen同VCL的画笔类TPen进行比较，相较TGpPen而言，TPen对象更简单，只相当于以实色画刷对象建立的TGpPen对象。二者（指TPen对象和TGpPen的实色笔对象）都可以设置画笔颜色、宽度和线条式样（TPen多一个psClear，可以做清除；而TGpPen多一个dsCustom，可以自定义线条式样）；不同的有：TPen有个Mode属性，可以用来设置笔的作图方式，而TGpPen没有类似属性和方法，所以某些地方不太方便，如鼠标拖曳时的橡皮筋线条，TGpPen对象就没法直接画出这种效果，好在在VCL中使用GDI+的同时，也可使用TPen对象，弥补了这个缺陷；TGpPen可以设置线的对齐方式和复合钢笔（可同时绘制多条平行线）和线帽，还可进行画笔的几何变换，而TPen无这些功能，加之前面所说的TGpPen可以各种GDI+画刷建立对象，所以GDI+的TGpPen比VCL的TPen的功能丰富多了。

首先，看看TGpPen的对齐方式设置。我们知道，无论是TGpPen还是TPen对象，都可设置笔的宽度，默认情况下，线条以基线（宽度为1的线条）为中心，两边均分，而TGpPen还可以改变对齐方式为全部线条宽度都置于基线内侧，下面的代码演示这种2种结果：

var
g: TGpGraphics;
pen: TGpPen;
begin
g := TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
g.FillRectangle(Brushs[ARGBFromTColor(Color)], GpRect(ClientRect));
pen := TGpPen.Create($FF00FF00);
pen.Width := 10;
// pen.Alignment := paInset;
g.DrawRectangle(Pen, 10, 10, 100, 100); // 画线宽为5的矩形
pen.Color := KcRed;
Pen.Width := 1;
g.DrawRectangle(Pen, 10, 10, 100, 100); // 画线宽为1的基线矩形
pen.Free;
g.Free;
end;

图一为默认对齐方式，即pen.Alignment := paCenter，红线为基线，线条以基线为中心均分；图二则是pen.Alignment := paInset对齐方式，线条居于基线之内侧。







这里附带说一下，GDI+画图形，无论是直线、矩形还是椭圆，和TCanvas的画图形有些不一样，实际画的图形长度总是比给出的长度多1线，而且线条位置还受TGpGraphics的线条像素的偏移模式有关，偏移模式定义如下：

TPixelOffsetMode = (
pmDefault, // 默认
pmHighSpeed, // 高速度、低质量
pmHighQuality, // 高质量、低速度
pmNone, // 没有任何像素偏移
pmHalf // 像素在水平和垂直距离上均偏移 -.5 个单位，以进行高速锯齿消除
);

比如上面矩形如果设置g.PixelOffsetMode := pmHalf;// 或者pmHighQuality时，在屏幕上，整个图形位置会向左上方移动一线（-0.5个像素四舍五入）。

再看看复合线条的设置，下面是.net类库关于复合线条的说明：

复合直线由平行直线和具有不同宽度的空白区域交替组成。数组中的值指定复合直线中每个组件的起始点位置，该位置与钢笔的宽度有关。数组中的第一个值指定第一个组件（直线）的起始位置，相当于钢笔宽的一小部分。数组中的第二个值指定下一个组件（空白）的起始位置，相当于钢笔宽的一小部分。数组中的最后一个值指定最后一个组件的结束位置。

假设要用钢笔绘制两条平行直线，第一条直线的宽度是钢笔宽度的 20 ％，将两条直线隔开的空白区域的宽度是钢笔宽度的 50 ％，第二条直线的宽度是钢笔宽度的 30 ％。先创建 Pen 和实数数组。通过将包含 0.0、0.2、0.7 和 1.0 值的数组传递给此属性来设置复合数组。

如果 Pen 的 Alignment 属性设置为 Inset，则不要设置此属性。

下面的代码演示了上面的举例，设置彼得宽度为20，先在左边画一段直线，然后按上面例子设置复合线条数组后，在右边画一段双线的线段，第一条线占线宽的20%，为4，中间间隔50%的线宽等于10，第二条线则占剩下的30%，为6，效果见图三：


var


g: TGpGraphics;


pen: TGpPen;


begin


g := TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);


pen := TGpPen.Create(kcRed);


Pen.Width := 20;


g.DrawLine(pen, 10, 150, 110, 150);


pen.SetCompoundArray([0.0, 0.2, 0.7, 1.0]);


g.TranslateTransform(110, 0);


g.DrawLine(pen, 10, 150, 110, 150);


pen.Free;


g.Free;


end;

TGpPen的线条式样是由DashStyle属性决定的，前面已经说了，DashStyle与VCL TPen.Style除最后一个不同外，其它定义相同，不过，TGpPen可以设置线条式样两端的形状，GDI+定义了3种形状，即方形、圆角形和三角尖形，下面的例子设置为圆帽，画出各种线条式样的直线：

var
g: TGpGraphics;
pen: TGpPen;
I: TDashStyle;
begin
g := TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
g.FillRectangle(Brushs[ARGBFromTColor(Color)], GpRect(ClientRect));
pen := TGpPen.Create(kcGreen);
pen.Width := 6.0;
pen.DashCap := dcRound;
g.SmoothingMode := smAntiAlias;
for I := Low(TDashStyle) to High(TDashStyle) do
begin
if I = dsCustom then
pen.SetDashPattern([4, 2, 1, 3]);
pen.DashStyle := I;
g.TranslateTransform(0, 20);
g.DrawLine(Pen, 0, 0, 300, 0);
end;
pen.Free;
g.Free;
end;

效果图见图四，最后一条为自定义线条式样，自定义线条数组设置为（4，2，1，3），各个值乘以笔的宽度（例子中为6），分别为第一个线段长24，间隔12，第二线段长6，间隔18，整个直线为这种格式的线段循环。



TGpPen还可以设置线条联接式样，也就是由两条端点相交或重叠的线条联接点的联接式样，定义如下：

TLineJoin = (
ljMiter = 0, // 斜联接。这将产生一个锐角或切除角
ljBevel = 1, // 成斜角的联接。这将产生一个斜角。
ljRound = 2, // 圆形联接。这将在两条线之间产生平滑的圆弧。
ljMiterClipped = 3 // 斜联接。这将产生一个锐角或斜角，
);

下面的代码展示了这几种联结式样：

procedure PaintLine(g: TGpGraphics);
var
path: TGpGraphicsPath;
pen: TGpPen;
I: TLineJoin;
begin
path := TGpGraphicsPath.Create;
path.AddRectangle(10, 10, 100, 100);
pen := TGpPen.Create(kcBlue, 6);
for I := Low(TLineJoin) to High(TLineJoin) do
begin
pen.LineJoin := I;
g.DrawPath(pen, path);
g.TranslateTransform(110, 0);
end;
pen.Free;
path.Free;
end;

效果图如下，说明一下，因疏忽，Delphi的Gdiplus.pas第843行，原LineJoinRound应改为ljRound：



TGpPen最具特色的就是可以定义线条两端的形状（线帽TLineCap），注意，这里的线帽形状和上面线条式样的形状TDashCap是两个不同的概念，前者是所要绘制的整个线条两端的形状；后者则是指线条式样两端的形状，一个线条是由无数个线条式样组成的。下面的C++代码绘制了2条不同线帽的直线，见图五：

void __fastcall TForm1::PaintLines(TGpGraphics *g)
{
TGpPen *pen = new TGpPen(kcBlue, 10);
g->SmoothingMode = smAntiAlias;
// 绘制开始方形线帽，结束菱形线帽的实线直线
pen->StartCap = lcSquareAnchor;
pen->EndCap = lcDiamondAnchor;
g->DrawLine(pen, 20, 20, 300, 20);
// 绘制开始圆头线帽，结束箭头线帽的虚线直线
pen->DashStyle = dsDash;
pen->StartCap = lcRoundAnchor;
pen->EndCap = lcArrowAnchor;
g->TranslateTransform(0, 40);
g->DrawLine(pen, 20, 20, 300, 20);
delete pen;
}




GDI+还可以自定义画笔的线帽，下面移植MSDN上的一个自定义线帽例子作为本文的结束：

procedure TForm1.FormPaint(Sender: TObject);
const
points: array[0..2] of TGpPoint =
( (X:100; Y:100), (X:200; Y:50), (X:250; Y:300) );
var
g: TGpGraphics;
capPen, customCapPen: TGpPen;
HookCap: TGpCustomLineCap;
path: TGpGraphicsPath;
StartCap, Endcap: TLineCap;
begin
g := TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
// 用窗体颜色填充窗体背景
g.FillRectangle(Brushs[ARGBFromTColor(Color)], GpRect(ClientRect));
// 建立一个路径
path := TGpGraphicsPath.Create;
path.AddLine(GpPoint(0, 0), GpPoint(0, 5));
path.AddLine(GpPoint(0, 5), GpPoint(5, 1));
path.AddLine(GpPoint(5, 1), GpPoint(3, 1));
// 建立自定义线帽
HookCap := TGpCustomLineCap.Create(nil, path);
// 设置用于构成自定义线帽的起始线帽和结束线帽
HookCap.SetStrokeCaps(lcRound, lcRound);
// 建立宽度为5的黑色画笔
customCapPen := TGpPen.Create(kcBlack, 5);
// 设置黑色画笔自的起始线帽和结束线帽为自定义线帽
customCapPen.SetCustomStartCap(HookCap);
customCapPen.SetCustomEndCap(HookCap);
// 建立宽度为10的红色画笔
capPen := TGpPen.Create(kcRed, 10);
// 获取用于构成自定义线帽的起始线帽和结束线帽
HookCap.GetStrokeCaps(StartCap, EndCap);
// 设置红色画笔的起始线帽和结束线帽(本例实际为圆头帽: lcRound)
capPen.StartCap := StartCap;
capPen.EndCap := EndCap;
// 绘制图案
g.SmoothingMode := smAntiAlias;
g.DrawLines(capPen, points);
g.DrawLines(customCapPen, points);

HookCap.Free;
path.Free;
capPen.Free;
customCapPen.Free;
g.Free;
end;

效果图如下：