Аппаратно-независимый графический интерфейс (GDI)
Любая программа для Windows может выполнять вывод на любое устройство с помощью одного и того же набора вызываемых подпрограмм. Причем для Windows приложения все устройства выглядят одинаково и программисту не нужно забодится об управлении конкретным устройством на низком уровне.
Каждое устройство имеет свой драйвер, отвечающий за фактическое выполнение графического вывода. Для устройств, которым при этом необходима помощь, GDI обеспечивает программную эмуляцию, использующую для реализации функций высокого уровня средства низкого уровня этого устройства.
При выводе информации на экран дисплея GDI обеспечивает оконно-ориентированную графику. Это означает, что каждое окно рассматривается как отдельная область прорисовки. Когда программа выполняет в окне прорисовку, то координаты по умолчанию устанавливаются так, что точка начала координат (0,0) находится в верхнем левом углу клиентной области окна.
Кроме того, рисунки автоматически отсекаются по границам окна. Подобные механизм защиты работает двусторонне, то есть ни вы не можете нарисовать что-либо вне своего окна, ни другая программа нарисовать что-то в вашем окне.
Стандартный оконно-ориентированный интерфейс
Система Windows имеет встроенную поддержку ряда обьектов пользовательского интерфейса: окон, пиктограмм, меню, блоков диалога и т.п.
Окно
Окно представляет собой самую важную часть
пользовательского интерфейса. Оно играет ключевую роль.
Для программиста окно служит для организации прочих обьектов пользовательского интерфейса и направляет прохождение сообщений в системе, окно обеспечивает область экрана для связи с пользователем.
Окно - это самостоятельно существующий обьект, параметры которого описаны в специальных структурах данных, а поведение функцией окна.
Каждое окно принадлежит классу окон. Класс окон - это шаблон, по которому реализуются реальные окна. С каждым классом окон и, следовательно, с каждым окном связан специальный тип подпрограммы, называемый процедурой окна. Задача процедуры окна состоит в обработке поступающих окну сообщений.
Каждое приложение располагается в своем собственном окне и имеет по крайней мере хотя бы одно окно - главное окно приложения. Из приложения Windows непосредственно нельзя осуществить вывод на экран, так как экран является разделяемым ресурсом, а средством его разделения являются окна. Таким образом, прежде чем отобразить что-либо на экране, нужно создать окно, и только в окне можно осуществить вывод.
Пиктограммы
Пиктограмма представляет собой небольшой рисунок,
который служит для пользователя напоминанием о чем-либо и
обозначают команду, программу или некоторые данные.
Меню
Меню представляет собой список команд и функций программы. Имеется пять типов меню:
- системные,
- горизонтальные,
- выпадающие,
- вложенные,
- всплывающие.
Системные меню обеспечивают стандартный набор операций, которые могут быть выполнены с окном (перемещение, изменение размеров, закрытие, переключение на другую задачу и т.д.). Это меню обязательно находится в главном меню каждого приложения.
Горизонтальное меню фиксировано привязывается к верху окна.
Выпадающие меню появляются при выборе соответствующих пунктов горизонтального меню.
Вложенные меню появляются при выборе соответствующих пунктов выпадающих меню. Прикладная программа может вкладывать
одно меню в другое до любого уровня вложенности.
Всплывающие меню могут располагаться в произвольной позиции в окне и фактически в любой позиции на экране дисплея.
Полосы прокрутки
Используются в тех случаях, когда обьект данных больше размеров окна. Полосы прокрутки бывают вертикальными и горизонтальными. Они позволяют пользователю управлять отображением больших обьемов данных и иметь к ним доступ.
Существует ограничение на обьем данных в скроллинге. Обьем данных не может превышать 64 Кбайт.
Курсоры
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.