GDI (Graphics Device Interface): Microsoft Windows grafiskā ierīču saskarne
Atklāj GDI (Graphics Device Interface) — Microsoft Windows grafiskā ierīču saskarne: kā tā zīmē līnijas, atveido fontus, mērogo un nodrošina ekrāna/printera saderību.
Grafisko ierīču saskarne ir Microsoft Windows API, ko izmanto grafisko objektu attēlošanai un pārsūtīšanai uz izejas ierīcēm, piemēram, printeriem un monitoriem.
GDI ir atbildīgs par tādiem uzdevumiem kā līniju un līkņu zīmēšana, fontu atveidošana un paletes apstrāde. Tā nav tieši atbildīga par logu, izvēlņu u. c. zīmēšanu; šis uzdevums ir rezervēts citai apakšsistēmai, kas veidota virs GDI. Citās sistēmās ir GDI līdzīgas sastāvdaļas, piemēram, Macintosh QuickDraw un GNOME/GTK GDK/Xlib.
Iespējams, visnozīmīgākā GDI spēja salīdzinājumā ar tiešākām piekļuves metodēm aparatūrai ir tās mērogošanas iespējas un mērķa ierīču abstrakcija. Izmantojot GDI, ir ļoti viegli zīmēt uz vairākām ierīcēm, piemēram, ekrāna un printera, un sagaidīt atbilstošu atveidi katrā gadījumā. Šī spēja ir visu Microsoft Windows lietojumprogrammu "Ko jūs redzat, to arī saņemat" pamatā.
Vienkāršās spēlēs, kurās nav nepieciešama ātra grafikas atveidošana, izmanto GDI. Tomēr GDI nevar pareizi animēt, jo tam nav sinhronizācijas ar kadru buferi un trūkst rastrēšanas 3D. Mūsdienīgās spēlēs tā vietā parasti izmanto DirectX vai OpenGL, kas programmētājiem dod iespēju izmantot modernās aparatūras iespējas.
Kas ir GDI — tehniskā pārskata kopsavilkums
GDI (Graphics Device Interface) ir platformas līmeņa bibliotēka (parasti gdi32.dll), kas nodrošina funkcionālu slāni zīmēšanai un drukāšanai Windows vidē. Tā pārvalda grafiskos resursus un piedāvā funkcijas zīmēšanai vektorgrafikā, bitkartes manipulācijām un teksta atveidošanai. GDI nodrošina abstrakciju, lai lietotņu kods nebūtu atkarīgs no konkrētās ierīces īpašībām.
Galvenie jēdzieni un objekti
- HDC (Device Context) — ierīces konteksts, kurā notiek zīmēšana; caur HDC tiek izsauktas gandrīz visas GDI funkcijas.
- HBITMAP, HPEN, HBRUSH, HFONT — GDI objekti, kas reprezentē bitkartes, zīmules (pennus), otas (brushes) un fontus. Tos parasti izveido ar Create* funkcijām un jāatbrīvo ar DeleteObject.
- Metafaili (WMF/EMF) — vektoru komandu ieraksti, ko var atveidot vairākām ierīcēm vai saglabāt atkārtotai izmantošanai.
- BitBlt / StretchBlt — pamata operācijas, lai kopētu bitkartes datus starp HDC vai mainītu mērogu.
Galvenās funkcijas un iespējas
- Zīmēšana: līnijas, daudzstūri, elipses, pildījumi ar otām un poligoniem.
- Teksta atveidošana: TextOut, DrawText utt., ar fontu izmaiņām, mērogošanu un teksta mērvienībām.
- Bitkartes darbības: izveide, manipulācija un kopēšana (CreateDIBSection, BitBlt).
- Drukāšana: GDI ļauj lietotnēm zīmēt saturu, kas tiek nosūtīts uz printera draiveri un pārveidots drukājamiem datiem.
- Metafailu ierakstīšana/atveidošana: ļauj ierakstīt zīmēšanas komandas un atskaņot tās vēlāk vai citā ierīcē.
GDI+, paplašinājumi un saistītie rīki
Microsoft ieviesa GDI+ kā modernizētu grafikas API, kas sniedz uzlabotu atbalstu anti-aliasing, gradientiem, alfa-kanālam un uzlabotai teksta atveidei. GDI+ tiek izmantots arī .NET (System.Drawing). Tomēr GDI+ joprojām balstās uz GDI koncepciju un bieži izmanto līdzīgas sistēmas resursu vadības prasības.
Ierobežojumi un veiktspējas apsvērumi
- GDI galvenokārt ir paredzēts 2D rasterizācijai un nav optimāls 3D vai lielu ātras animācijas lietojumu gadījumā — šiem nolūkiem bieži izmanto DirectX vai OpenGL.
- Daudzi GDI izsaukumi tiek izpildīti CPU pusē; aparatūras paātrinājums ir atkarīgs no draiveriem un sistēmas arhitektūras.
- Resursu izmantošana: GDI objekti (pens, brushes, bitmaps u.tml.) ir ierobežoti. Nepareiza objektu pārvaldība (piem., neizsaucot DeleteObject vai ReleaseDC) noved pie noplūdes un resursu izsīkuma.
- Sinhronizācija: GDI nav optimizēts augstas veiktspējas sinhronizētai darbībai ar kadru buferi, kā to nodrošina modernie grafikas API.
Drukāšana un ierīču neatkarība
Viena no GDI stiprajām pusēm ir iespēja rakstīt vienu zīmēšanas kodu, kas pareizi strādā gan uz ekrāna, gan uz printeriem. Printeru draiveri parasti pieņem GDI zīmēšanas komandas un pārveido tās printerim saprotamā formātā. Papildu mehānismi, piemēram, EMF (Enhanced Metafile), ļauj saglabāt zīmēšanas komandas drukāšanai vai atkārtotai izmantošanai.
Vēsture un mūsdienu loma
GDI ir bijis Windows arhitektūras sastāvdaļa kopš agrīnām versijām. Tā loma ir samazinājusies ar parādīšanos kā DWM (Desktop Window Manager) un GPU bāzētas kompozīcijas, kur logu kompozīciju parasti veic ar DirectX. Tomēr GDI joprojām ir plaši izmantots, jo tas nodrošina vienkāršu un uzticamu veidu 2D grafikai, teksta un drukas atbalstam, it īpaši daudzās biznesa un biroja lietojumprogrammās.
Padomi izstrādātājiem
- Vienmēr atbrīvojiet GDI resursus: izmantojiet DeleteObject, ReleaseDC un DeleteDC, lai izvairītos no noplūdēm.
- Izmantojiet SelectObject pareizi: SelectObject atgriež iepriekšējo objektu — to ir jāatjauno pirms objektu dzēšanas.
- Izvairieties no dalītas HDC izmantošanas starp daudziem pavedieniem bez pareizas sinhronizācijas.
- Ja nepieciešama augsta veiktspēja vai 3D, pārskatiet iespējas izmantot Direct2D/Direct3D vai OpenGL.
- Lietojumprogrammās, kur nepieciešama uzlabota 2D grafika (anti-aliasing, gradienti, alfa), izvērtējiet GDI+ vai modernākus API.
Secinājums
GDI ir fundamentāla un plaši izplatīta Windows grafikas apakšsistēma, piemērota 2D zīmēšanai, teksta atveidei un drukāšanai. Lai gan tai ir ierobežojumi mūsdienīgas 3D grafikas un lielu ātru animāciju jomā, GDI joprojām ir noderīgs rīks daudzos lietojumos. Izstrādātājiem jāievēro resursu pārvaldība un jāizvērtē, vai GDI ir piemērotākais līdzeklis konkrētajam uzdevumam, vai arī labāk izmantot GDI+, Direct2D/Direct3D vai cita veida grafikas API.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir grafisko ierīču saskarne (GDI)?
A: Grafisko ierīču saskarne (GDI) ir Microsoft Windows API, ko izmanto grafisko objektu attēlošanai un nosūtīšanai uz izejas ierīcēm, piemēram, printeriem vai monitoriem.
J: Par kādiem uzdevumiem atbild GDI?
A: GDI ir atbildīgs par tādiem uzdevumiem kā līniju un līkņu zīmēšana, fontu atveidošana un paletes apstrāde.
J: Par kādiem uzdevumiem GDI NAV atbildīgs?
A: GDI NAV tieši atbildīgs par logu, izvēlņu utt. zīmēšanu. Šis uzdevums ir atvēlēts citai apakšsistēmai, kas izveidota virs GDI.
J: Kādas ir citas sistēmas, kuru komponenti ir līdzīgi GDI?
A: Citas sistēmas, kuru komponenti ir līdzīgi GDI, ir Macintosh QuickDraw un GNOME/GTK GDK/Xlib.
J: Kāda ir visnozīmīgākā GDI spēja salīdzinājumā ar tiešākām piekļuves metodēm aparatūrai?
A: GDI nozīmīgākā iespēja salīdzinājumā ar tiešākām piekļuves metodēm aparatūrai ir tās mērogošanas iespējas un mērķa ierīču abstrakcija.
J: Kas ir visu Microsoft Windows lietojumprogrammu What You See Is What You Get centrs?
A: Iespēja zīmēt uz vairākām ierīcēm, piemēram, ekrāna un printera, un sagaidīt pareizu atveidi katrā no tām ir visu Microsoft Windows lietojumprogrammu What You See Is What You Get centrālais elements.
J: Kāds ir galvenais GDI trūkums mūsdienu spēlēs?
A: Galvenais GDI trūkums modernajām spēlēm ir tas, ka tas nevar pareizi animēt, jo tam nav sinhronizācijas ar kadru buferi un trūkst rastrēšanas 3D. Mūsdienu spēlēs tā vietā parasti izmanto DirectX vai OpenGL, kas programmētājiem dod iespēju izmantot modernās aparatūras iespējas.
Meklēt