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形状和填充

最后修改于 2023 年 7 月 17 日

在 Cairo 教程的这一部分,我们创建了一些基本形状和更高级的形状。我们用纯色、图案和渐变填充它们。渐变将在单独的章节中介绍。

基本形状

Cairo API 包含一些用于创建简单形状的基本函数。

static void do_drawing(cairo_t *cr)
{
  cairo_set_source_rgb(cr, 0.6, 0.6, 0.6);
  cairo_set_line_width(cr, 1);

  cairo_rectangle(cr, 20, 20, 120, 80);
  cairo_rectangle(cr, 180, 20, 80, 80);
  cairo_stroke_preserve(cr);
  cairo_fill(cr);

  cairo_arc(cr, 330, 60, 40, 0, 2*M_PI);
  cairo_stroke_preserve(cr);
  cairo_fill(cr);

  cairo_arc(cr, 90, 160, 40, M_PI/4, M_PI);
  cairo_close_path(cr);
  cairo_stroke_preserve(cr);
  cairo_fill(cr);

  cairo_translate(cr, 220, 180);
  cairo_scale(cr, 1, 0.7);
  cairo_arc(cr, 0, 0, 50, 0, 2*M_PI);
  cairo_stroke_preserve(cr);
  cairo_fill(cr);
}

在本例中,我们创建了一个矩形、一个正方形、一个圆形、一个弧形和一个椭圆形。

cairo_rectangle(cr, 20, 20, 120, 80);
cairo_rectangle(cr, 180, 20, 80, 80);

cairo_rectangle 函数既用于创建正方形也用于创建矩形。正方形只是矩形的一种特殊类型。

cairo_arc(cr, 330, 60, 40, 0, 2*M_PI);

这行代码创建了一个圆形。

cairo_scale(cr, 1, 0.7);
cairo_arc(cr, 0, 0, 50, 0, 2*M_PI);

我们使用 cairo_scale 函数调用来创建一个椭圆形。

Basic shapes
图:基本形状

可以使用基本图元的组合来创建其他形状。

#include <cairo.h>
#include <gtk/gtk.h>

static void do_drawing(cairo_t *);

int points[11][2] = { 
    { 0, 85 }, 
    { 75, 75 }, 
    { 100, 10 }, 
    { 125, 75 }, 
    { 200, 85 },
    { 150, 125 }, 
    { 160, 190 },
    { 100, 150 }, 
    { 40, 190 },
    { 50, 125 },
    { 0, 85 } 
};

static gboolean on_draw_event(GtkWidget *widget, cairo_t *cr, 
    gpointer user_data)
{
  do_drawing(cr);

  return FALSE;
}

static void do_drawing(cairo_t *cr)
{ 
  cairo_set_source_rgb(cr, 0.6, 0.6, 0.6);
  cairo_set_line_width(cr, 1);

  gint i;
  for (i = 0; i < 10; i++) {
      cairo_line_to(cr, points[i][0], points[i][1]);
  }

  cairo_close_path(cr);
  cairo_stroke_preserve(cr);
  cairo_fill(cr);

  cairo_move_to(cr, 240, 40);
  cairo_line_to(cr, 240, 160);
  cairo_line_to(cr, 350, 160);
  cairo_close_path(cr);

  cairo_stroke_preserve(cr);
  cairo_fill(cr);

  cairo_move_to(cr, 380, 40);
  cairo_line_to(cr, 380, 160);
  cairo_line_to(cr, 450, 160);
  cairo_curve_to(cr, 440, 155, 380, 145, 380, 40);

  cairo_stroke_preserve(cr);
  cairo_fill(cr);  
}

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(G_OBJECT(darea), "draw", 
      G_CALLBACK(on_draw_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), 460, 240); 
  gtk_window_set_title(GTK_WINDOW(window), "Other shapes");

  gtk_widget_show_all(window);

  gtk_main();

  return 0;
}

在本例中,我们创建了一个星形对象、一个三角形和一个修改过的三角形。这些对象是通过直线和一条曲线创建的。

gint i;
for (i = 0; i < 10; i++ ) {
    cairo_line_to(cr, points[i][0], points[i][1]);
}

cairo_close_path(cr);

星形是通过连接点数组中的所有点来绘制的。通过调用 cairo_close_path 函数完成星形的绘制,该函数将星形的最后两个点连接起来。

cairo_move_to(cr, 380, 40);
cairo_line_to(cr, 380, 160);
cairo_line_to(cr, 450, 160);
cairo_curve_to(cr, 440, 155, 380, 145, 380, 40);

修改后的三角形是两条线和一个曲线的简单组合。

Other shapes
图:其他形状

填充

填充是填充形状的内部。填充可以是纯色、图案或渐变。

纯色

颜色是一个对象,代表红色、绿色和蓝色 (RGB) 强度值的组合。Cairo 中有效的 RGB 值范围是 0 到 1。

static void do_drawing(cairo_t *cr)
{ 
  cairo_set_source_rgb(cr, 0.5, 0.5, 1);
  cairo_rectangle(cr, 20, 20, 100, 100);
  cairo_fill(cr);

  cairo_set_source_rgb(cr, 0.6, 0.6, 0.6);
  cairo_rectangle(cr, 150, 20, 100, 100);
  cairo_fill(cr);
 
  cairo_set_source_rgb(cr, 0, 0.3, 0);
  cairo_rectangle(cr, 20, 140, 100, 100);
  cairo_fill(cr);

  cairo_set_source_rgb(cr, 1, 0, 0.5);
  cairo_rectangle(cr, 150, 140, 100, 100);
  cairo_fill(cr);  
}

在本例中,我们绘制了四个彩色矩形。

cairo_set_source_rgb(cr, 0.5, 0.5, 1);
cairo_rectangle(cr, 20, 20, 100, 100);
cairo_fill(cr);

cairo_set_source_rgb 函数调用将源设置为不透明颜色。参数是红色、绿色和蓝色强度值。通过调用 cairo_fill 函数,源用于填充矩形的内部。

Solid colours
图:纯色

图案

图案是可以填充形状的复杂图形对象。

#include <cairo.h>
#include <gtk/gtk.h>

static void do_drawing(cairo_t *);

cairo_surface_t *surface1;
cairo_surface_t *surface2;
cairo_surface_t *surface3;
cairo_surface_t *surface4;

static void create_surfaces() {
  surface1 = cairo_image_surface_create_from_png("blueweb.png");
  surface2 = cairo_image_surface_create_from_png("maple.png");
  surface3 = cairo_image_surface_create_from_png("crack.png");
  surface4 = cairo_image_surface_create_from_png("chocolate.png");
}

static void destroy_surfaces() {
  cairo_surface_destroy(surface1);
  cairo_surface_destroy(surface2);
  cairo_surface_destroy(surface3);
  cairo_surface_destroy(surface4);
}

static gboolean on_draw_event(GtkWidget *widget, cairo_t *cr, 
    gpointer user_data)
{
  do_drawing(cr);
  
  return FALSE;
}

static void do_drawing(cairo_t *cr)
{
  cairo_pattern_t *pattern1;
  cairo_pattern_t *pattern2;
  cairo_pattern_t *pattern3;
  cairo_pattern_t *pattern4;

  pattern1 = cairo_pattern_create_for_surface(surface1);
  pattern2 = cairo_pattern_create_for_surface(surface2);
  pattern3 = cairo_pattern_create_for_surface(surface3);
  pattern4 = cairo_pattern_create_for_surface(surface4);

  cairo_set_source(cr, pattern1);
  cairo_pattern_set_extend(cairo_get_source(cr), CAIRO_EXTEND_REPEAT);
  cairo_rectangle(cr, 20, 20, 100, 100);
  cairo_fill(cr);

  cairo_set_source(cr, pattern2); 
  cairo_pattern_set_extend(cairo_get_source(cr), CAIRO_EXTEND_REPEAT); 
  cairo_rectangle(cr, 150, 20, 100, 100);
  cairo_fill(cr);

  cairo_set_source(cr, pattern3);
  cairo_pattern_set_extend(cairo_get_source(cr), CAIRO_EXTEND_REPEAT);
  cairo_rectangle(cr, 20, 140, 100, 100);
  cairo_fill(cr);

  cairo_set_source(cr, pattern4);
  cairo_pattern_set_extend(cairo_get_source(cr), CAIRO_EXTEND_REPEAT);
  cairo_rectangle(cr, 150, 140, 100, 100);
  cairo_fill(cr);

  cairo_pattern_destroy(pattern1);
  cairo_pattern_destroy(pattern2);
  cairo_pattern_destroy(pattern3);
  cairo_pattern_destroy(pattern4);      
}

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(G_OBJECT(darea), "draw", 
      G_CALLBACK(on_draw_event), NULL);  
  g_signal_connect(G_OBJECT(window), "destroy",
      G_CALLBACK(gtk_main_quit), NULL);

  create_surfaces();

  gtk_window_set_position(GTK_WINDOW(window), GTK_WIN_POS_CENTER);
  gtk_window_set_default_size(GTK_WINDOW(window), 270, 260); 
  gtk_window_set_title(GTK_WINDOW(window), "Patterns");

  gtk_widget_show_all(window);

  gtk_main();

  destroy_surfaces();

  return 0;
}

在本例中,我们再次绘制了四个矩形。这次,我们用一些图案填充它们。我们使用了来自 Gimp 图像处理程序的四个图案图像。我们必须保留这些图案的原始尺寸,因为我们要对它们进行平铺。

我们在 on_draw_event 函数外部创建图像表面。每次都从硬盘读取效率不高,而窗口需要重绘。

pattern1 = cairo_pattern_create_for_surface(surface1);

我们通过调用 cairo_pattern_create_for_surface 函数从表面创建图案。

cairo_set_source(cr, pattern1);
cairo_pattern_set_extend(cairo_get_source(cr), CAIRO_EXTEND_REPEAT);
cairo_rectangle(cr, 20, 20, 100, 100);
cairo_fill(cr);

这里我们绘制第一个矩形。cairo_set_source 告诉 Cairo 上下文使用图案作为绘图的源。图像图案可能不完全适合形状。我们将模式设置为 CAIRO_EXTEND_REPEAT,这会导致图案通过重复来平铺。cairo_rectangle 创建一个矩形路径。最后,cairo_fill 用源填充路径。

本章介绍了 Cairo 的形状和填充。