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Cairo图形指南（4）

2013年05月03日 ⁄ 综合 ⁄ 共 9705字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

基本绘图

这一部分讲述如何绘制一些简单的图元，包括直线、填充与笔画操作、虚线、线端（Cap）与线的交合等图形的绘制方法。

直线段

直线段是非常基础的矢量图形对象。画一条直线段，需要调用两个函数：cairo_move_to()
函数，用于设置线段起点；cairo_line_to()
用于设定线段终点。

#include <cairo.h>

#include <gtk/gtk.h>

double
coordx[
100
]
;
double
coordy[
100
]
;

int
count = 0
;

static
gboolean
on_expose_event(
GtkWidget *widget,
GdkEventExpose *event,
gpointer data)

{

cairo_t *cr;

cr = gdk_cairo_create(
widget->window)
;

cairo_set_source_rgb(
cr, 0
, 0
, 0
)
;
cairo_set_line_width (
cr, 0.5
)
;

int
i, j;
for
(
i = 0
; i <= count - 1
; i++ )
{

for
(
j = 0
; j <= count -1
; j++ )
{

cairo_move_to(
cr, coordx[
i]
, coordy[
i]
)
;
cairo_line_to(
cr, coordx[
j]
, coordy[
j]
)
;
}

}

count = 0
;
cairo_stroke(
cr)
;
cairo_destroy(
cr)
;

return
FALSE
;
}

gboolean clicked(
GtkWidget *widget, GdkEventButton *event,
gpointer user_data)

{

if
(
event->button == 1
)
{

coordx[
count]
= event->x;
coordy[
count++]
= event->y;
}

if
(
event->button == 3
)
{

gtk_widget_queue_draw(
widget)
;
}

return
TRUE
;
}

int

main (
int
argc, char
*argv[
]
)

{

GtkWidget *window;

gtk_init(
&argc, &argv)
;

window = gtk_window_new(
GTK_WINDOW_TOPLEVEL)
;

gtk_widget_add_events (
window, GDK_BUTTON_PRESS_MASK)
;

g_signal_connect(
window, "expose-event"
,
   G_CALLBACK(
on_expose_event)
, NULL
)
;
g_signal_connect(
window, "destroy"
,
   G_CALLBACK(
gtk_main_quit)
, NULL
)
;
g_signal_connect(
window, "button-press-event"
,
   G_CALLBACK(
clicked)
, NULL
)
;

gtk_window_set_position(
GTK_WINDOW(
window)
, GTK_WIN_POS_CENTER)
;
gtk_window_set_title(
GTK_WINDOW(
window)
, "lines"
)
;
gtk_window_set_default_size(
GTK_WINDOW(
window)
, 400
, 300
)
;
gtk_widget_set_app_paintable(
window, TRUE
)
;

gtk_widget_show_all(
window)
;

gtk_main(
)
;

return
0
;
}

该示例会创建一个支持鼠标交互绘制直线段的 GTK+ 窗口。在窗口中使用鼠标左键随便点几下，每一次点击时，光标位置的坐标都会被记入长度为
100 的数组；然后点击鼠标右键，所有由鼠标左键点击所得到的点会被彼此连接形成直线段；在窗口中再次点击鼠标右键时，会对窗口绘图区域进行清除。

下面对该示例程序代码进行分析：

cairo_set_source_rgb(
cr, 0
, 0
, 0
)
;
cairo_set_line_width (
cr, 0.5
)
;

设置颜色为黑色，线宽为 0.5pt 为参数，绘制直线段。

int
i, j;
for
(
i = 0
; i <= count - 1
; i++ )
{

for
(
j = 0
; j <= count -1
; j++ )
{

cairo_move_to(
cr, coordx[
i]
, coordy[
i]
)
;
cairo_line_to(
cr, coordx[
j]
, coordy[
j]
)
;
}

}

用 cairo_move_to() 和 cairo_line_to() 函数在 cr 中定义绘图路径 (path)，连接 coordx[] 和 coordy[] 所记录的每个点。

cairo_stroke(
cr)
;

cairo_stroke() 函数会将 cr 中的路径绘制出来。

g_signal_connect(
window, "button-press-event"
,
G_CALLBACK(
clicked)
, NULL
)
;

设定 button-press-event
事件的回调函数为 clicked ()
。

if
(
event->button == 1
)
{

coordx[
count]
= event->x;
coordy[
count++]
= event->y;
}

在 clicked ()
函数中，当鼠标左键点击事件发生时，讲光标所在位置的 x 和 y 坐标分别记入数组 coordx 和 coordy 。

if
(
event->button == 3
)
{

gtk_widget_queue_draw(
widget)
;
}

在 clicked ()
函数中，当鼠标右键单击时，调用 gtk_widget_queue_draw () 函数重绘窗口区域。

描绘 (Stroke) 与填充 (Fill)

描绘 (Stroke) 可以绘制形状的轮廓，填充 (Fill) 则用于向形状内部灌注颜色。

#include <math.h>

#include <cairo.h>

#include <gtk/gtk.h>

static
gboolean
on_expose_event (
GtkWidget * widget,
GdkEventExpose * event, gpointer data)

{

cairo_t *cr;

cr = gdk_cairo_create (
widget->window)
;

int
width, height;
gtk_window_get_size (
GTK_WINDOW (
widget)
, &width, &height)
;
cairo_set_line_width (
cr, 9
)
;

cairo_set_source_rgb (
cr, 0.69
, 0.19
, 0
)
;
cairo_arc (
cr, width / 2
, height / 2
,
(
width < height ? width : height)
/ 2
- 10
, 0
,
2
* M_PI)
;
cairo_stroke_preserve (
cr)
;

cairo_set_source_rgb (
cr, 0.3
, 0.4
, 0.6
)
;
cairo_fill (
cr)
;

cairo_destroy (
cr)
;

return
FALSE
;
}

int

main (
int
argc, char
*argv[
]
)

{

GtkWidget *window;

gtk_init (
&argc, &argv)
;

window = gtk_window_new (
GTK_WINDOW_TOPLEVEL)
;

g_signal_connect (
G_OBJECT (
window)
, "expose-event"
,
G_CALLBACK (
on_expose_event)
, NULL
)
;
g_signal_connect (
G_OBJECT (
window)
, "destroy"
,
G_CALLBACK (
gtk_main_quit)
, NULL
)
;

gtk_window_set_position (
GTK_WINDOW (
window)
,
GTK_WIN_POS_CENTER)
;
gtk_window_set_default_size (
GTK_WINDOW (
window)
, 200
, 150
)
;

gtk_widget_set_app_paintable (
window, TRUE
)
;
gtk_widget_show_all (
window)
;

gtk_main (
)
;

return
0
;
}

这个示例绘制一个内部填充灰色的圆。

下面对代码进行解析：

#include <math.h>

之所以引入这个头文件，是因为程序中使用了圆周率常量 M_PI。

int
width, height;
gtk_window_get_size (
GTK_WINDOW (
widget)
, &width, &height)
;

获取窗口的宽度与高度尺寸。程序中将使用这些值作为绘制圆形的参考尺寸，以实现窗口尺寸变化时，所绘制的圆的尺寸也会相应变化。

cairo_set_source_rgb (
cr, 0.69
, 0.19
, 0
)
;
cairo_arc (
cr, width / 2
, height / 2
,
(
width < height ? width : height)
/ 2
- 10
, 0
,
2
* M_PI)
;
cairo_stroke_preserve (
cr)
;

描绘圆的轮廓。这里要注意一下 cairo_stroke_preserve () 函数与 cairo_stroke ()
函数的区别（最好的办法是用后者替换一下前者，看看程序执行效果）。cairo_stroke_preserve ()
函数会将它绘制的路径依然保存在 cairo 环境中，而 cairo_stroke () 所绘制的路径，在绘制完成后，就从
cairo的环境中清除了。

cairo_set_source_rgb (
cr, 0.3
, 0.4
, 0.6
)
;
cairo_fill (
cr)
;

对使用 cairo_stroke_preserve () 函数绘制的路径进行蓝色填充。

虚线 (Dash)

每条线都可以用不同的虚线笔 (dash pen) 来画。虚线模式是通过 cairo_set_dash ()
函数来设定。模式类型通过一个数组来定义，数组中的值均为正数，它们用于设置虚线的虚部分与实部分。数组的长度与偏移量可以在程序中设定。如果数组的长度
为 0，虚线模式就是被禁止了，那所绘制的线是实线。如果数组长度为
1，则对应着虚实均匀分布的虚线模式。偏移量是用来设置在虚线的始端在一个虚线周期（包含一个实部单元和一个虚部单元）内的起始位置。

#include <cairo.h>

#include <gtk/gtk.h>

static
gboolean
on_expose_event (
GtkWidget * widget,
GdkEventExpose * event, gpointer data)

{

cairo_t *cr;

cr = gdk_cairo_create (
widget->window)
;

cairo_set_source_rgba (
cr, 0
, 0
, 0
, 1
)
;

static
const
double
dashed1[
]
= {
4.0
, 1.0
}
;
static
int
len1 = sizeof
(
dashed1)
/ sizeof
(
dashed1[
0
]
)
;

static
const
double
dashed2[
]
= {
4.0
, 10.0
, 4.0
}
;
static
int
len2 = sizeof
(
dashed2)
/ sizeof
(
dashed2[
0
]
)
;

static
const
double
dashed3[
]
= {
1.0
}
;

cairo_set_line_width (
cr, 1.5
)
;

cairo_set_dash (
cr, dashed1, len1, 0
)
;

cairo_move_to (
cr, 40
, 60
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 60
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_set_dash (
cr, dashed2, len2, 10
)
;

cairo_move_to (
cr, 40
, 120
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 120
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_set_dash (
cr, dashed3, 1
, 0
)
;

cairo_move_to (
cr, 40
, 180
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 180
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_destroy (
cr)
;

return
FALSE
;
}

int

main (
int
argc, char
*argv[
]
)

{

GtkWidget *window;
GtkWidget *darea;

gtk_init (
&argc, &argv)
;

window = gtk_window_new (
GTK_WINDOW_TOPLEVEL)
;

darea = gtk_drawing_area_new (
)
;
gtk_container_add (
GTK_CONTAINER (
window)
, darea)
;

g_signal_connect (
darea, "expose-event"
,
G_CALLBACK (
on_expose_event)
, NULL
)
;
g_signal_connect (
window, "destroy"
,
G_CALLBACK (
gtk_main_quit)
, NULL
)
;

gtk_window_set_position (
GTK_WINDOW (
window)
,
GTK_WIN_POS_CENTER)
;
gtk_window_set_default_size (
GTK_WINDOW (
window)
, 400
, 300
)
;

gtk_widget_show_all (
window)
;

gtk_main (
)
;

return
0
;
}

该示例演示了三种虚线模式的设置及绘制。

下面分析一下关键代码。

static
const
double
dashed1[
]
= {
4.0
, 1.0
}
;

设定第一条虚线的模式，它的实部是 4 个像素，虚部是 1 个像素。

static
int
len1 = sizeof
(
dashed1)
/ sizeof
(
dashed1[
0
]
)
;

计算数组 dashed1 的长度。

cairo_set_dash (
cr, dashed1, len1, 0
)
;

设置虚线模式。

darea = gtk_drawing_area_new (
)
;
gtk_container_add (
GTK_CONTAINER (
window)
, darea)
;

这次，我们是在 drawing_area 部件上绘图，不再是窗口区域了。

线帽 (Line caps)

线帽是针对直线段的端点形状而言的，分为三种：

CAIRO_LINE_CAP_SQUARE
CAIRO_LINE_CAP_ROUND
CAIRO_LINE_CAP_BUTT

对应形状如下图所示：

同一条直线段，CAIRO_LINE_CAP_SQUARE 线帽与 CAIRO_LINE_CAP_BUTT 线帽会导致直线段长度有所差别，前者会比后者长一个线宽尺寸。

#include <cairo.h>

#include <gtk/gtk.h>

static
gboolean
on_expose_event (
GtkWidget * widget,
GdkEventExpose * event, gpointer data)

{

cairo_t *cr;

cr = gdk_cairo_create (
widget->window)
;

cairo_set_source_rgba (
cr, 0
, 0
, 0
, 1
)
;
cairo_set_line_width (
cr, 10
)
;

cairo_set_line_cap (
cr, CAIRO_LINE_CAP_BUTT)
;
cairo_move_to (
cr, 40
, 60
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 60
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_set_line_cap (
cr, CAIRO_LINE_CAP_ROUND)
;
cairo_move_to (
cr, 40
, 150
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 150
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_set_line_cap (
cr, CAIRO_LINE_CAP_SQUARE)
;
cairo_move_to (
cr, 40
, 240
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 240
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_set_line_width (
cr, 1.5
)
;

cairo_move_to (
cr, 40
, 40
)
;
cairo_line_to (
cr, 40
, 260
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_move_to (
cr, 360
, 40
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 260
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_move_to (
cr, 365
, 40
)
;
cairo_line_to (
cr, 365
, 260
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_destroy (
cr)
;

return
FALSE
;
}

该示例绘制三条具有不同线帽的直线段，同时也展示了不同线帽对线的长度的影响。

下面对关键代码进行简单分析：

cairo_set_line_width (
cr, 10
)
;

设置线的宽度为 10px。

cairo_set_line_cap (
cr, CAIRO_LINE_CAP_ROUND)
;
cairo_move_to (
cr, 40
, 150
)
;
cairo_line_to (
cr, 360
, 150
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

画了一条线帽为 CAIRO_LINE_CAP_ROUND 的直线段。

cairo_move_to (
cr, 40
, 40
)
;
cairo_line_to (
cr, 40
, 260
)
;
cairo_stroke (
cr)
;

这是三条竖线之一，用于表现线帽对线的长度的影响。

线的交合 (Line joins)

线的交合存在以下三种风格：

CAIRO_LINE_JOIN_MITER
CAIRO_LINE_JOIN_BEVEL
CAIRO_LINE_JOIN_ROUND

对应形状如下图所示。

#include <cairo.h>

#include <gtk/gtk.h>

static
gboolean
on_expose_event (
GtkWidget * widget,
GdkEventExpose * event, gpointer data)

{

cairo_t *cr;

cr = gdk_cairo_create (
widget->window)
;

cairo_set_source_rgb (
cr, 0.1
, 0
, 0
)
;

cairo_rectangle (
cr, 30
, 30
, 100
, 100
)
;
cairo_set_line_width (
cr, 14
)
;
cairo_set_line_join (
cr, CAIRO_LINE_JOIN_MITER)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_rectangle (
cr, 160
, 30
, 100
, 100
)
;
cairo_set_line_width (
cr, 14
)
;
cairo_set_line_join (
cr, CAIRO_LINE_JOIN_BEVEL)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_rectangle (
cr, 100
, 160
, 100
, 100
)
;
cairo_set_line_width (
cr, 14
)
;
cairo_set_line_join (
cr, CAIRO_LINE_JOIN_ROUND)
;
cairo_stroke (
cr)
;

cairo_destroy (
cr)
;

return
FALSE
;
}

int

main (
int
argc, char
*argv[
]
)

{

GtkWidget *window;
GtkWidget *darea;

gtk_init (
&argc, &argv)
;

window = gtk_window_new (
GTK_WINDOW_TOPLEVEL)
;

darea = gtk_drawing_area_new (
)
;
gtk_container_add (
GTK_CONTAINER (
window)
, darea)
;

g_signal_connect (
darea, "expose-event"
,
G_CALLBACK (
on_expose_event)
, NULL
)
;
g_signal_connect (
window, "destroy"
,
G_CALLBACK (
gtk_main_quit)
, NULL
)
;

gtk_window_set_position (
GTK_WINDOW (
window)
,
GTK_WIN_POS_CENTER)
;
gtk_window_set_default_size (
GTK_WINDOW (
window)
, 300
, 280
)
;

gtk_widget_show_all (
window)
;

gtk_main (
)
;

return
0
;
}

该示例采用不同的交合类型绘制了三个矩形。

下面对关键代码进行简单分析：

cairo_rectangle (
cr, 30
, 30
, 100
, 100
)
;
cairo_set_line_width (
cr, 14
)
;
cairo_set_line_join (
cr, CAIRO_LINE_JOIN_MITER)
;
cairo_stroke (
cr)
;

绘制了一个线宽为 14px，交合类型为 CAIRO_LINE_JOIN_MITER 的矩形。