夏克付， 張承云

(1.安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蚌埠 233030;2.安徽科大訊飛信息科技股份有限公司，安徽 合肥 230088)

動(dòng)態(tài)繪圖是指使用鍵盤、鼠標(biāo)、手寫板等計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備動(dòng)態(tài)繪制圖形或圖像.動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)是圖形圖像處理領(lǐng)域中的一項(xiàng)非常重要的技術(shù).GDI+是圖形設(shè)備接口GDI(graphics device interface)的改進(jìn)版本，提供了二維矢量圖形的顯示、圖像處理和版式處理等功能.在.NET中，GDI+提供了一系列圖形圖像處理相關(guān)的類與接口，使用這些類與接口可以很輕松地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)繪圖功能.但這種動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)在繪圖過程中存在圖形連續(xù)繪制、閃爍和消失等問題，嚴(yán)重影響了圖形繪制的效果與效率.因此，怎樣研究一種基于GDI+的高效的動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)，已成為當(dāng)前亟待解決的問題.

1 動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)存在的問題

動(dòng)態(tài)繪圖過程一般是在按下鼠標(biāo)后確定所繪圖形的起始點(diǎn)，移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)繪制圖形，松開鼠標(biāo)后完成繪圖.因此，在實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)繪圖功能時(shí)一般需要使用鼠標(biāo)的按下(MouseDown)、移動(dòng)(MouseMove)和松開(MouseUp)事件.在使用GDI+提供的動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)繪圖的過程中，容易出現(xiàn)以下問題.

1.1 圖形連續(xù)繪制

圖1是使用GDI+的動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)在.NET窗體上動(dòng)態(tài)繪制直線的效果.從圖中可以看出，鼠標(biāo)每移動(dòng)一次就會(huì)繪制一條直線，這樣從按下鼠標(biāo)到松開鼠標(biāo)的過程中，繪制的就不是所期望的一條直線，而是“無(wú)數(shù)條”直線.

要解決這個(gè)問題，可以在MouseMove事件中加上一條圖形清除語(yǔ)句，使得在每次繪制直線時(shí)清除之前所繪制的內(nèi)容.但這樣做又有了新的問題，也就是永遠(yuǎn)只能繪制一條直線.

圖1 動(dòng)態(tài)繪制直線

1.2 圖形閃爍現(xiàn)象

使用GDI+的動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)在動(dòng)態(tài)繪圖時(shí)容易出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，特別是對(duì)圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理時(shí)，只要移動(dòng)鼠標(biāo)，圖像閃爍現(xiàn)象就非常明顯.

1.3 圖形消失現(xiàn)象

使用GDI+的動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)所繪制的圖形，被其他程序界面覆蓋恢復(fù)后或程序最小化恢復(fù)后，圖形消失.要解決此問題，可以在窗體或控件的Paint事件中對(duì)消失的圖形進(jìn)行重繪，但這樣做比較麻煩.

2 動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)的改進(jìn)措施

要解決動(dòng)態(tài)繪圖過程中所出現(xiàn)的問題，需要引入“圖層”技術(shù).在此引入三個(gè)“圖層”，依次分別是:永久層、臨時(shí)層和顯示層.其中永久層用于永久存儲(chǔ)每次動(dòng)態(tài)繪制完成的圖形，臨時(shí)層用于臨時(shí)存儲(chǔ)鼠標(biāo)一次移動(dòng)時(shí)所繪制的圖形，顯示層用于在窗體或控件中顯示臨時(shí)層中所繪制的圖形.各圖層及其關(guān)系如圖2所示.

圖2 動(dòng)態(tài)繪圖圖層

圖2中的箭頭表示在動(dòng)態(tài)繪圖過程中該層內(nèi)容的來(lái)源.永久層表示最終需要繪制的圖形，在開始繪圖之前，該層內(nèi)容要么為空，要么來(lái)源于需要繪制的圖形或圖像，在繪圖過程中，該層內(nèi)容來(lái)源于顯示層;臨時(shí)層表示鼠標(biāo)本次移動(dòng)所繪制的圖形，其內(nèi)容來(lái)源于永久層，其生命周期從移動(dòng)鼠標(biāo)開始到松開鼠標(biāo)結(jié)束;顯示層表示當(dāng)前需要顯示的圖形，其內(nèi)容來(lái)源于臨時(shí)層.

在.NET中，永久層和臨時(shí)層一般使用GDI+提供的Bitmap對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)，顯示層一般使用窗體或控件的Image類型的屬性來(lái)實(shí)現(xiàn).在繪圖過程中，臨時(shí)層和顯示層的內(nèi)容在MouseMove事件中完成，永久層的內(nèi)容在MouseUp事件中完成.主要實(shí)現(xiàn)過程如下:

(1)創(chuàng)建一個(gè)全局的Bitmap對(duì)象(用于實(shí)現(xiàn)永久層)，大小與窗體或控件中繪圖區(qū)域大小一致.

Bitmap bmpForever=new Bitmap(this.Width，this.Height);

(2)在MouseMove事件中創(chuàng)建一個(gè)上述全局對(duì)象的副本(用于實(shí)現(xiàn)臨時(shí)層).

Bitmap bmpTemp = (Bitmap)bmpForever.Clone();

(3)以上述副本為畫布來(lái)動(dòng)態(tài)繪制圖形(如直線).

Graphics g = Graphics.FromImage(bmp-Temp);

g.DrawLine(pen，pt，e.Location);

(4)在窗體或控件中即時(shí)顯示上述副本中所繪制的圖形(用于實(shí)現(xiàn)顯示層).

this.BackgroundImage=bmpTemp;

(5)在MouseUp事件中將本次繪制完成的圖形存入上述全局對(duì)象.

Graphics g=Graphics.FromImage(bmpForever);

g.DrawImage(this.BackgroundImage，0，0);

在.NET中使用C#語(yǔ)言按照以上改進(jìn)方法在窗體上動(dòng)態(tài)繪制直線的效果如圖3所示.從圖中可以看出，可以在窗體的任意位置使用鼠標(biāo)繪制直線，解決了之前動(dòng)態(tài)繪圖過程中所出現(xiàn)的問題.

圖3 動(dòng)態(tài)繪制直線(改進(jìn)后)

圖4 動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)應(yīng)用

3 動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)的應(yīng)用

圖5 數(shù)據(jù)測(cè)量類

動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，只要有電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品存在的地方，基本上都會(huì)用到動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù).例如生活中最常見的手寫輸入法、幻燈片中的動(dòng)態(tài)批注等都使用了動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù).在醫(yī)院使用的各種軟件系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)也隨處可見.下面以動(dòng)態(tài)測(cè)量患者CT圖中的相關(guān)數(shù)據(jù)為例，介紹動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)的應(yīng)用(如圖4所示).

圖4是對(duì)某位患者腦部CT圖進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量.從圖中可知，數(shù)據(jù)測(cè)量功能主要包括動(dòng)態(tài)繪制圖形、根據(jù)CT圖的顯示大小與實(shí)際大小的比例實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，以及當(dāng)前所測(cè)量數(shù)據(jù)的解釋說明.主要實(shí)現(xiàn)過程如下:

(1)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)量類

根據(jù)引入“圖層”后的動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)，以及對(duì)CT圖進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量的功能需求，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)測(cè)量類如圖5所示.

數(shù)據(jù)測(cè)量類(DataMeasurement)中共包括3個(gè)屬性和6個(gè)方法，這些屬性與方法的具體功能描述如表1所示.

表1 DataMeasurement類的成員功能描述

(2)創(chuàng)建應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)測(cè)量類

在Visual Studio 2008中新建一個(gè)Windows應(yīng)用程序，設(shè)計(jì)圖4所示窗體，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)測(cè)量類.而后使用該類實(shí)現(xiàn)圖4所示的數(shù)據(jù)測(cè)量功能.

4 結(jié)束語(yǔ)

GDI+提供了強(qiáng)大的圖形圖像處理功能，在.NET中使用GDI+幾乎可以完成所有與圖形圖像相關(guān)的操作.動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)是使用GDI+進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖形繪制的技術(shù).通過在多個(gè)項(xiàng)目開發(fā)中的實(shí)踐證明，使用引入“圖層”后的動(dòng)態(tài)繪圖技術(shù)，不僅解決了繪圖過程中存在的圖形連續(xù)繪制問題，還解決了使用GDI+進(jìn)行圖形圖像處理時(shí)容易出現(xiàn)的閃爍現(xiàn)象，以及圖形被覆蓋或最小化后消失的現(xiàn)象，大大提高了程序的運(yùn)行效率.

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