Реферат: Windows
Курсор представляет собой битовый образ, перемещаемый по экрану в ответ на перемещения мыши или другого координатного устройства. Программа может изменить формукурсора, чтобы отобразить некоторое изменение в системе.
Каретка
Каретка - это небольшая битовая матрица, которая является отметкой фокуса ввода с клавиатуры. Окно, управляющее вводом с клавиатуры может создать каретку, чтобы сообщить пользователю об этот факте.
Пользовательский интерфейс Windows поддерживает только одну каретку на экране.
Блоки диалога
Блок диалога - это стандартный способ приема программой ввода от пользователя. Типичный пример блока диалога - это блок диалога для открытия файла.
Блок диалога представляет собой окно, содержащее внутри себя отдельные окна, которые либо выводят некоторую информацию, либо позволяют принять ввод от пользователя. Каждое их этих окон называется элементом управления диалогом.
Система имеет шесть предопределенных классов окон, на базе которых создаются элементы управления блоками диалога:
- кнопки;
- комбинированные блоки;
- элементы управления редактированием;
- блоки списков;
- полосы прокрутки;
- статические элементы.
Более полное описание обьектов интерфейса представлено ниже.
Механизм сообщений
В системе Windows любое приложение строится как совокупность обработчиков различных событий, которые происходят совершенно независимо друг от друга. Каждое событие генерирует, сообщение, которое передаются всем приложениям, для которых оно может представлять интерес.
Приложение представляет собой 16-битовое значение без знака, которому для удобства присваивается символьная константа. Все сообщения имеют единый формат и являются единственным средством связи приложения с операционной оболочкой и с другими приложениями. Некоторые сообщения могут в свою очередь порождать другие сообщения.
При поступлении сообщения о произошедшем событии, это сообщение помещается в системную очередь Windows. Системная очередь в Windows одна. После этого сообщения из системной очереди распределяются между приложениями. Для каждого приложения Windows организует и поддерживает отдельную очередь, куда пересылаются все сообщения для этого приложения.Обработку очереди приложения осуществляет само приложение.
Если сообщение поступило например от устройств ввода, таких как мышь или клавиатура, то для определения адресата сообщения используется понятие "фокус ввода". Так как пользователь в каждый момент времени может работать только с одним приложением. Таким образом, говорят, что приложение, в которое попадают сообщения от клавиатуры в момент ввода, имеет фокус ввода, поэтому все сообщения от устройств ввода информации поступают из системной очереди в очередь приложения, имеющего фокус ввода в данный момент.
Для обработки поступающих сообщений в программе
организуется цикл сообщений, который создается при при
создании окна приложения. Цикл сообщений извлекает сообщения
из очереди и передает их функции управления соответствующим
окном приложения, причем не напрямую а через Window. О функции
окна приложений пойдет речь позже.
Все стандартные сообщения, определенные в системе Windows можно разделить на несколько групп:
- аппаратные (входные данные от мыши и клавиатуры);
- об организации окна (уведомление, требование действия, запрос);
- об организации интерфейса пользователя (меню,
указатель мыши, линейка прокрутки, блоки диалога, MDI);
- о завершении (закрытие прикладной программы или системы);
- частные (элементы управления блоком диалога: редактор кнопка, блок списка, комбо-блок);
- уведомление о системном ресурсе (изменение цвета, шрифты, буферизация печати, режимы работы устройств);
- о совместном использовании данных (буфер вырезанного изображения и динамический обмен данными DDE);
- внутренние системные (недокументированные сообщения).
Ниже будут более подробно рассмотрены перечисленные классы сообщений в контексте их применения. Особое внимание будет уделено сообщениям по взаимодействию между приложениями
и совместному использованию данных.
ИНТЕРФЕЙС ГРАФИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ (GDI)
В данном разделе рассматриваются вопросы связанные с созданием графического вывода, обсуждаются различные типы графического вывода, поддерживаемых интерфейсом графических устройств (GDI).
GDI представляет собой библиотеку графического вывода Windows. GDI обеспечивает графический вывод на экран дисплея и на устройства для получения твердых копий, например, принтеры и плоттеры. GDI отвечает за создание отображения каждой линии, буквы или графического знака, выводимого программой для Windows. Сама Windows использует GDI при подборке элементов, составляющих пользовательский интерфейс, - окон, пиктограмм, меню, блоков диалога и т.д.
Устройства GDI
Интерфейс графических устройств позволяет выполнять графический вывод на различные устройства. Для того, чтобы GDI работал с конкретным устройством, необходим специальный элемент программного обеспечения - драйвер устройства, который преобразует запросы графического вывода в конкретные действия для рисования на конкретном устройстве.
Помимо этого, драйвер устройства представляет GDI набор флагов, которые сообщают, какими графическими возможностями обладает данное устройство. Существует пять наборов таких флагов: для кривых линий, для прямых, многоугольников, битовых образов и текстов, которые сообщают GDI, когда можно направить устройству непосредственно запрос, а когда такой запрос надо предварительно преобразовать в последовательность запросов низкого уровня. Это зависит то возможностей конкретного устройства.
Помимо физических устройств GDI поддерживает логические устройства, или псевдоустройства. Псевдоустройства служат для хранения изображений. В отличие то физических устройств, которые выводят изображения на определенной аппаратной базе, псевдоустройства позволяют "перехватить" образ изображения в оперативной памяти или на диске. GDI поддерживает два типа псевдоустройств: битовые образы и метафайлы.
Битовые образы имеют прямоугольную форму и хранят изображения в памяти в таком виде, в каком графические образы хранятся дисплейным адаптером, и обеспечивают быстрое получение копии картинки. Битовые образы используются и для хранения образов, которые нужно быстро выводить на экран, например, пиктограммы, курсоры и т.д.
Метафайлы создаются средствами записи-воспроизведения
GDI. С точки зрения расходуемой памяти метафайлы
предпочтительнее, чем битовые образы, однако работа сними
происходит медленнее. Обычно в метафайлах хранятся крупные
изображения.
Логические обьекты графики GDI
Одним из средств достижения аппаратной независимости GDI является использование логических обьектов графики. Такой обьект описывает, каким образом должен выполняться вывод, это высокоуровневый аппаратно-независимый запрос. GDI поддерживает следующие логические обьекты графики:
- перья (для рисования линий);
- кисти (для закрашивания областей);
- шрифты (для вывода текстов);
- логические цвета (описывающие цвета вывода).
После создания логического обьекта он может быть использован в отношении любого устройства, при этом драйвер каждого устройства по своему интерпретирует логический обьект способом, соответствующий возможностям устройства.
Контекст устройства
Контекст устройства представляет собой некоторое
множество атрибутов графического вывода, в которое входит одно
перо для рисования линий, одна кисть для закрашивания областей
и один шрифт для вывода текстов, которые можно изменить в
любой момент. Вместе взятые, атрибуты графического вывода дают
полный контроль над тем, как выглядит и где выполняется
графический вывод программы.
Каждый контекст устройства включает в себя 20 атрибутов графического вывода, которые приведены ниже (в скобках приведено значение по умолчанию):
- Цвет фона (белый);
- Режим фона (OPAQUE);
- Логический номер кисти (белая кисть);
- Начало координат кисти (0,0);
- Логический номер области прорисовки (вся поверхность);
- Логический номер цветовой палитры (палитра по умолчанию);
- Текущая позиция пера (0,0);
- Режим графического вывода (R2_COPYPEN);
- Логический номер шрифта (системный шрифт);
- Межсимвольный интервал (0);
- Режим отбражения (MM_TEXT);
- Логический номер пера (черное перо);
- Режим закрашивания многоугольников (альтернативный);
- Режим растяжения (черный по белому);
- Выравнивание границ текста (по левому и верхнему краям);
- Цвет текста (черный для текста и кистей с монохромным
шаблоном закрашивания);
- Выравнивание строк текста (0,0);
- Протяженность окна данного экрана (1,1);
- Начало координат окна данного экрана (0,0);
- Протяженность окна экрана (1,1);
- Начало координат окна экрана (0,0).
Контекст устройства связывает программу с конкретной поверхностью рисования. Такое соединение является логическим, а не физическим. Чтобы избежать конфликтов, связанных с совместным использованием устройств, программа получает у контекста устройства "пропуск" к устройству. Работа системы пропусков зависит от типа устройства. На устройствах получения твердых копий это делается путем буферизации ввода, а на видеоустройствах - путем выделения так называемой области прорисовки, вне границ которой программа рисовать не может.
Основные атрибуты контекста устройства
Для рисовании линий самым важным атрибутом контекста устройства является перо, определяющее, как будет выглядеть линию: ее цвет, ширина и стиль (или шаблон, например, сплошная линия, пунктир и т.п.) и представляющее из себя запрос к устройству на рисование линии определенного вида.
При рисовании линий также используется атрибут - режим графического вывода, в котором можно задать логическую операцию, чтобы применить ее при выводе между новым и старым пикселями.
Для закрашивания областей используется атрибут кисть, определяющий как будет выглядеть закрашиваемая область и характеризующийся тремя характеристиками: стилем, цветом и шаблоном. Размер кисти составляет 8Х8 пикселей.
При изображении текста ключевым атрибутом является шрифт. Шрифт - совокупность шаблонов для вывода текста. GDI распознает два вида шрифтов: логические и физические.
Логический шрифт описывает текст стандартным не
зависящим от внешних устройств способом. Логический шрифт
задается структурой LOGFONT. Логический шрифт - это запрос на
на текст с определенными характеристиками.
typedef struct tagLOGFONT
int lfHeight; // высота символа
int lfWidth; // средняя ширина
int lfEscapement; // угол наклона текста
int lfOrientation; // угол наклона символа
int lfWeight; // среднее число пикселей/1000
BYTE lfItalic; // не 0, если курсив
BYTE lfUnderline; // не 0, если подчеркнуто
BYTE lfStrikeOut; // не 0, если вычеркнуто
BYTE lfCharSet; // набор символов ANSI, OEM
BYTE lfOutPrecision; // точнось отображения
BYTE lfClipPrecision; // точность вырезки
BYTE lfQuality; // качество печати
BYTE lfPitchAndFamily; // флаг для стиля шрифта
BYTE lfFaceName[LF_FACESIZE]; // название шрифта
LOGFONT;
Физический шрифт - это набор шаблонов, зависящий от устройства. Он выбирается по описанию, содержащемуся в логическом шрифте и может быть аппаратно реализован.
Для задания атрибута контекста устройства используется функция SelectObject, описанная следующим образом:
HANDLE FAR PASCAL SelectObject(HDC, HANDLE);
Здесь первый параметр - логический номер контекста устройства, а второй - логический номер значения атрибута.
Для того, чтобы получить логический номер требуемого значения атрибута контекста, используется функция GetStockObject. Ее прототип:
HANDLE FAR PASCAL GetStockObject(int);
Параметром является значение атрибута контекста
устройства, обычно для удобства задаваемое в виде набора
символов.
Программист может использовать либо уже заданные значения атрибутов, либо создавать свои новые.
Перерисовка области и изображение пикселей
Из-за того, что Windows не накладывает ограничений на размеры и расположение окон приложений, могут возникнуть ситуации, что окно одного приложения перекроет окно другого приложения, поэтому при переключении между приложениями необходимо перерисовыть поврежденные области окна.
Для этой цели используется подпрограмма BeginPaint. При получении сообщения WM_PAINT, говорящее о необходимости перерисовки окна из изменения его размеров или восстановления поврежденной области, подпрограмма BeginPaint получает контекст устройства и определяет область, которую надо перерисовать.
Подпрограмма BeginPaint принимает два параметра:
логический номер окна и указатель на структуру данных
PAINTSTRUCT, Она возвращает логический номер контекста устройства, необходимый для рисования пикселя. Прототип подпрограммы имеет вид:
HDC FAR PASCAL BeginPaint(HWND, LPPAINTSTRUCT);
Структура PAINTSTRUCT определена так:
typedef struct tagPAINTSTRUCT
HDC hdc;
BOOL fErase;
RECT rcPaint;
BOOL fRestore;
BOOL fIncUpdate;
BYTE rgbReserved[16];
PAINTSTRUCT;
hdc - логический номер контекста устройства;
fErase - флаг, задающий необходимость стирания окна; rcPaint - описывает прямоугольник, ограничивающий
поврежденную область;
fRestore, fIncUpdate и rgbReserved предназначены для внутреннего использования Windows.
Для отображения пикселя используется подпрограмма
SetPixel. Ее прототип:
DWORD FAR PASCAL SetPixel( HDC, int, int, DWORD);
HDC - логический контекст устройства; следующие два параметра - координаты пикселя; последний параметр - цвет.
После завершения перерисовки, программа вызывает функцию EndPaint, чтобы вернуть контекст устройства дисплея Менеджеру Окон и сообщить, что окно восстановлено. Когда тот получает контекст устройства, он восстанавливает все его атрибуты по умолчанию, и контекст устройства готов к передаче информации любой программе, которой понадобится нарисовать окно. Подпрограмма EndPaint имеет прототип:
void FAR PASCAL EndPaint(HWND, LPPAINTSTRUCT);
Рисование линий
Каждая линия имеет начальную и конечную точку, и GDI рисует линию так, начальная точка включается в линию, а конечная исключается из линии.
GDI имеет 4 подпрограммы для рисования линий: MoveTo, LineTo, PolyLine и Arc.
Подпрограмма MoveTo помещает пару координат XY в атрибут контекста устройства, который называется текущей позицией. Подпрограмма имеет прототип:
DWORD FAR PASCAL MoveTo( HDC, int x1, int y1 );
Подпрограмма LineTo берет начальную точку из атрибута текущей позиции и рисует линию до конечной точки, передаваемой как параметр. После этого она устанавливает новое значение атрибута текущей позиции. Подпрограмма имеет прототип:
BOOL FAR PASCAL LineTo( HDC, int x1, int y1 );
Подпрограмма Polyline позволяет нарисовать ломанную линию, но для ее работы необходимо предварительно создать массив координат точек. Подпрограмма имеет прототип:
BOOL FAR PASCAL Polyline( HDC, LPPOINT points, int num );
points - указатель на массив координат, котором координаты оси абсцисс и оси ординат чередуются; num - число пар координат в массиве.
Подпрограмма Arc позволяет нарисовать дуги эллипса. Передаваемые параметры определяют прямоугольник, ограничивающий фигуру, если бы она была полной, начальную точку и конечную. Подпрограмма имеет прототип:
