一、C++应用：wxWidget绘图基础

2023-11-06

1 wxWidget绘图基础

1.1 实现窗口

wxWidgets窗口程序需要四个必须的部分：
1、添加一个继承wxApp的应用程序类。
2、添加一个继承wxFrame的框架类。
3、重载wxApp::OnInit()成员函数，并在其中创建框架类的对象。
4、在调用宏定义IMPLEMENT_APP()实例化应用程序。

#include <wx/wx.h>
#include <cstdlib>

// 框架类
class Tetris : public wxFrame {
public:
  Tetris(const wxString &title) 
  :wxFrame(NULL, wxID_ANY, title) {}
}

1.2 实现面板

所有的绘制都在面板上。并且在框架中添加面板类。
1、添加一个继承wxPanel的应用程序类。
2、在框架类的构造函数中创建面板类的对象。

class Board : public wxPanel {
public:
    Board(wxFrame *parent): wxPanel(parent){
    }
};


class Tetris : public wxFrame {
public:
  Tetris(const wxString &title) 
  :wxFrame(NULL, wxID_ANY, title) {
    Board *board = new Board(this);
  }
};

1.3. 绘制事件

通常GUI程序绘制图像，是使用绘制事件通知的方式界面(面板)绘制的。这是一个经典的MVC模式。
在这里插入图片描述

一般在如下几种情况会触发绘制事件：

1、程序初始化界面显示。
2、窗口最小化后再重新出现。
3、窗口尺寸变化。
4、窗口被挡住后，重新出现。
5、代码调用Refresh()或ReflashRect()。
6、为了能够处理绘制事件，我们需要给它绑定一个绘制事件。

class Board : public wxPanel {
public:
    Board(wxFrame *parent): wxPanel(parent){
      // 绑定绘制事件
      Bind(wxEVT_PAINT, &Board::OnPaint,this);
    }
    // 定义绘制函数
    void OnPaint(wxPaintEvent &event) {

    }
};

其中，wxPaintEvent是绘制事件类，它包含了一些绘制信息。wxEVT_PAINT是绘制事件宏定义表示事件类型。

1.4 绘制原理

1.4.1 绘制图形

计算机绘制图像与人类画画有很多相似的地方。也需要画板、绘图工具(笔、刷子)。面板Panel就是我们的画板，绘图工具在程序中被称为设备上下文(Device Context，简称DC)。DC提供了绘制各种图像的方法。

在wxWidgets常用wxPaintDC绘制图像。它可以绘制各种图像。例如：直线、矩形、

函数	功能
`void DrawPoint (const wxPoint &pt)`	画点(像素)
`void DrawLine (const wxPoint &pt1, const wxPoint &pt2)`	画线
`void DrawRectangle (const wxPoint &pt, const wxSize &sz)`	画矩形
`void DrawPolygon (int n, const wxPoint points[])`	画多边形
`void DrawCircle (const wxPoint &pt, wxCoord radius)`	画圆
`void DrawText (const wxString &text, const wxPoint &pt)`	绘制文本

说明：
wxPoint表示一个二维坐标的点，构造函数是wxPoint(int x,int y)。
wxCoord表示一个数字值，原型是整形int。
wxSize表示宽高，构造函数是wxPoint(int width,int height)。

注意：
屏幕使用的坐标系被称为屏幕坐标系，默认的坐标原点在屏幕左上角。与我们数学中使用的笛卡尔坐标系是有区别的。
在这里插入图片描述
实例：

  // 定义绘制函数
  void OnPaint(wxPaintEvent &event) { 
      wxPaintDC dc(this);
      // 画点
      dc.DrawPoint(wxPoint(10, 10));
      // 画线
      dc.DrawLine(wxPoint(15, 15), wxPoint(75, 75));
      // 画矩形
      dc.DrawRectangle(wxPoint(80, 35),wxSize(50,45));
      // 画多边形
      const wxPoint points[] = {
          wxPoint(120,120),
          wxPoint(120,160),
          wxPoint(140,160)
      };
      dc.DrawPolygon(3,points);

      // 画圆
      dc.DrawCircle(wxPoint(280,100),80);

      // 画文字
      dc.DrawText(wxT("测试文字"), wxPoint(200, 160));
  }

1.4.2 设置绘制

上面的图形都是黑线白底，线的宽度是1个像素，可以通过下面的方式修改。

函数	功能
`void SetPen (const wxPen &pen)`	设置画笔
`void SetBrush (const wxBrush &brush)`	设置画刷
`void SetFont (const wxFont &font)`	设置字体

实例：设置画笔

  // 定义绘制函数
  void OnPaint(wxPaintEvent &event) { 
      wxPaintDC dc(this);
      // 画点
      dc.SetPen(*wxRED_PEN);
      dc.DrawPoint(wxPoint(10, 10));

      // 画线
      dc.SetPen(*wxBLUE_PEN);
      dc.DrawLine(wxPoint(15, 15), wxPoint(75, 75));

      // 画矩形
      dc.SetPen(*wxGREEN_PEN);
      dc.DrawRectangle(wxPoint(80, 35),wxSize(50,45));

      // 画多边形
      const wxPoint points[] = {
          wxPoint(120,120),
          wxPoint(120,160),
          wxPoint(140,160)
      };
      dc.SetPen(wxColour(255,255,0));
      dc.DrawPolygon(3,points);

      // 画圆
      dc.SetPen(wxColour(59, 128, 59));
      dc.DrawCircle(wxPoint(280,100),80);

      // 画文字
      dc.DrawText(wxT("测试文字"), wxPoint(200, 160));
  }

颜色设置有两种方式：
1、使用内置的宏定义。例如：wxRED_PEN，wxGREEN_PEN，wxBLUE_PEN等
2、使用wxColour定义颜色，使用RGB模型。
注：SetPen()不能改变文字的颜色，需要下面的使用SetFont()。

实例：设置字体

// 画文字
dc.SetTextForeground(wxColour(255,0 , 255)); // 设置字体颜色
dc.SetFont(wxFontInfo(12).Bold(2).FaceName(wxT("MS yahei"))); // 设置字体大小，粗细，字体
dc.DrawText(wxT("测试文字"), wxPoint(200, 160));

注：设置字体颜色要使用SetTextForeground()方法。

1.4.3 绘制图片

绘制图片需要用到如下两个函数：

函数	功能
`void wxInitAllImageHandlers()`	初始化图片处理器
`void DrawBitmap (const wxBitmap &bmp, const wxPoint &pt)`	绘制图片

实例：

  // 绘制图片
  wxInitAllImageHandlers();
  dc.DrawBitmap(wxBitmap(wxT("logo.png"),wxBITMAP_TYPE_ANY),wxPoint(30,30));

1.5 鼠标事件

界面上的图像有一部分使用代码生成，也有一部分使用鼠标创建。添加鼠标事件方式与绘制事件一样。需要新建鼠标处理函数并且绑定到事件中。但是鼠标事件种类要比绘图事件多，常用的有如下几个。

事件	触发动作
`wxEVT_LEFT_DOWN`	鼠标左键按下
`wxEVT_LEFT_UP`	鼠标左键弹起
`wxEVT_LEFT_DCLICK`	鼠标左键双击
`wxEVT_MIDDLE_DOWN`	鼠标中键按下
`wxEVT_MIDDLE_UP`	鼠标中键弹起
`wxEVT_MIDDLE_DCLICK`	鼠标中键双击
`wxEVT_RIGHT_DOWN`	鼠标右键按下
`wxEVT_RIGHT_UP`	鼠标右键弹起
`wxEVT_RIGHT_DCLICK`	鼠标右键双击
`wxEVT_MOVE`	鼠标移动

实例：鼠标移动

#include <wx/wx.h>

class Move : public wxFrame {
public:
  Move(const wxString& title): wxFrame(NULL, wxID_ANY, title) {
    wxPanel* panel = new wxPanel(this, -1);
    st1 = new wxStaticText(panel, -1, wxT(""), wxPoint(10, 10));
    st2 = new wxStaticText(panel, -1, wxT(""), wxPoint(10, 30));
    panel->Bind(wxEVT_MOTION,&Move::OnMove,this);
  }

  void OnMove(wxMouseEvent & event){
    wxPoint size = event.GetPosition();
    st1->SetLabel(wxString::Format(wxT("x: %d"), size.x ));
    st2->SetLabel(wxString::Format(wxT("y: %d"), size.y ));
    event.Skip();
    Update();
  }
private:
  wxStaticText *st1;
  wxStaticText *st2;
};

class MyApp : public wxApp {
  public:
    virtual bool OnInit(){
      Move *move = new Move(wxT("Move event"));
      move->Show(true);
      return true;
    }
};
IMPLEMENT_APP(MyApp)

实例2：鼠标画线

class Board : public wxPanel {
public:
    Board(wxFrame *parent): wxPanel(parent){
      // 绑定绘制事件
      Bind(wxEVT_PAINT, &Board::OnPaint,this);
      // 绑定鼠标事件
      Bind(wxEVT_LEFT_DOWN, &Board::OnLeftDown,this);
      Bind(wxEVT_LEFT_UP, &Board::OnLeftUp,this);
    }
    // 定义绘制函数
    void OnPaint(wxPaintEvent &event) {
        wxPaintDC dc(this);
        dc.DrawLine(startPos,endPos);
    }
    // 定义鼠标左键按下函数
    void OnLeftDown(wxMouseEvent &event) {
        startPos = event.GetPosition();
        Refresh();
    }
    // 定义鼠标右键弹起函数
    void OnLeftUp(wxMouseEvent &event) {
        endPos = event.GetPosition();
        Refresh();
    }
private:
    wxPoint startPos;
    wxPoint endPos;
};

注：在wxMouseEvent中包含了一个很重要的信息–事件出发时鼠标的位置。可以通过调用事件的方法GetPosition()获取。

1.6 键盘事件

class Board : public wxPanel {
public:
    Board(wxFrame *parent): wxPanel(parent){
      // 绑定绘制事件
      Bind(wxEVT_PAINT, &Board::OnPaint,this);
      // 绑定键盘事件
      Bind(wxEVT_KEY_DOWN,&Board::OnKeyDown,this);

      startPos = wxPoint(10,10);
      endPos = wxPoint(50,50);
    }
    // 定义绘制函数
    void OnPaint(wxPaintEvent &event) {
        wxPaintDC dc(this);
        dc.DrawLine(startPos,endPos);
    }
    void OnKeyDown(wxKeyEvent &event) {
            case WXK_RIGHT:
              startPos.x += 10;
              endPos.x += 10;
              break;
            case WXK_LEFT:
              startPos.x -= 10;
              endPos.x -= 10;
              break;
            case WXK_UP:
              startPos.y -= 10;
              endPos.y -= 10;
              break;
            case WXK_DOWN:
              startPos.y += 10;
              endPos.y += 10;
              break;
            default:
              break;
         }
      Refresh();
    }
private:
    wxPoint startPos;
    wxPoint endPos;
};

1.7 定时器事件

class Board : public wxPanel {
public:
    Board(wxFrame *parent): wxPanel(parent){
       // 绑定绘制事件
      Bind(wxEVT_PAINT, &Board::OnPaint,this);
       // 绑定事件
      Bind(wxEVT_TIMER,&Board::OnTimer,this);

      startPos = wxPoint(150,50);
      endPos = wxPoint(50,50);
      timer = new wxTimer(this,wxID_ANY);
      timer->Start(1000);
    }
    // 定义绘制函数
   void OnPaint(wxPaintEvent &event) {
      wxPaintDC dc(this);
      dc.DrawLine(startPos,endPos);
    }
   void OnTimer(wxTimerEvent &event) {
    static int i = 0;
    i++;
    i%=60;
    double angle = M_PI/30*i; 
      startPos = endPos + wxPoint(100*cos(angle),100*sin(angle));
      Refresh();
    }
private:
    wxPoint startPos;
    wxPoint endPos;
    wxTimer* timer;
};

实例：

#include <wx/wx.h>
#include <vector>
using namespace std;
//面板类
class SimplePanel:public wxPanel{
//vector<wxPoint> vec;
vector<pair<wxPoint,wxPoint>> lines;
wxPoint startPoint,endPoint;
bool draw = false;
public:
    SimplePanel(wxFrame* pframe):wxPanel(pframe){
    	//将面板与绘图绑定
	Bind(wxEVT_PAINT,&SimplePanel::OnPaint,this);
	Bind(wxEVT_MOTION,&SimplePanel::OnMove,this);
	Bind(wxEVT_LEFT_DOWN,&SimplePanel::OnLeftDown,this);
	Bind(wxEVT_LEFT_UP,&SimplePanel::OnLeftUp,this);
    }	
    void OnLeftDown(wxMouseEvent& event){
        draw = true;
	startPoint = event.GetPosition();
    }
    void OnLeftUp(wxMouseEvent& event){
        endPoint = event.GetPosition();
	lines.push_back({startPoint,endPoint});
	draw = false;
        Refresh();
    }
    void OnMove(wxMouseEvent& event){
    	endPoint = event.GetPosition();
        Refresh();
    }
    void OnPaint(wxPaintEvent&){
    	//定义画笔
	wxPaintDC dc(this);

	//设置画笔颜色
	dc.SetPen(*wxRED_PEN);
	//设置填充颜色
	dc.SetBrush(*wxBLUE_BRUSH);
	dc.DrawLine(wxPoint(0,0),wxPoint(100,100));
	dc.DrawCircle(wxPoint(100,100),50);
	dc.SetPen(*wxYELLOW_PEN);
	dc.SetBrush(*wxGREEN_BRUSH);
	dc.DrawRectangle(wxPoint(100,100),wxSize(200,300));
        //设置文字前景色
	dc.SetTextForeground(*wxRED);
	dc.DrawText("Text",wxPoint(100,100));
	for(auto [s,e]:lines){
	   dc.DrawLine(s,e);
	}
	if(draw) dc.DrawLine(startPoint,endPoint);
    }
};
//框架类
//框架类中添加面板类
class SimpleFrame:public wxFrame{
public:
     SimpleFrame(const char* title):wxFrame(nullptr,wxID_ANY,title){
     	wxPanel* p = new SimplePanel(this);
     }
};
//应用程序类
//应用程序类中添加框架类
class SimpleApp:public wxApp{
public:
    bool OnInit()override{
    	SimpleFrame* pframe = new SimpleFrame("Name");
	pframe->Show();
	return true;
    };
};

wxIMPLEMENT_APP(SimpleApp);

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