Windows程式設計基礎：裝置內容屬性與GDI繪圖模型

3.1 圖形裝置介面（GDI）架構

第二章已初步使用圖形裝置介面（GDI），其核心目標之一是支援與輸出裝置無關的圖形繪製（如顯示器、印表機）。Windows 大部分圖形運算由 GDI.EXE 模組處理，該模組透過呼叫各裝置驅動程式中的例行程式來控制硬體。例如顯示驅動程式負責存取視訊硬體。GDI 將應用程式與具體輸出裝置隔離，使應用程式能在任何支援 Windows 的圖形輸出裝置上運作。

圖形輸出裝置分為兩大類：

• 光柵裝置：以像素點陣呈現影像，包含顯示器、點陣印表機、雷射印表機。
• 向量裝置：以線段繪製圖形，如繪圖儀。

Windows GDI 隔離硬體特性，既可作為高階向量繪圖系統，也能進行低階像素操作。開發者無需過度擔心色彩問題：若指定色彩裝置無法顯示，Windows 會自動選擇最接近的純色，或混合多種純色模擬；在單色顯示器上則以灰階呈現色彩。應用程式亦可查詢裝置特性（可顯示色彩數、顯示區尺寸等）以發揮硬體效能。

3.2 裝置內容屬性與預設值

裝置內容擁有許多決定 GDI 函數行為的當前屬性。呼叫 TextOut() 時，僅需指定裝置內容控制代碼、起始座標、文字與長度，字型、文字色、背景色、字元間距等特徵皆由裝置內容屬性決定。每種裝置內容皆有預設屬性，可透過 GDI 函數修改。取得顯示裝置內容（GetDC()、BeginPaint()）時，屬性為預設值：

3.3 裝置座標系統

為在輸出裝置上定位與繪製圖形，Windows 採用笛卡爾座標系，單位為像素（裝置單位）。X 軸向右遞增，Y 軸向下遞增。

圖 3-1 Windows 的裝置座標系統

三種顯示裝置內容與座標系

視訊顯示裝置為共享資源，Windows 透過不同裝置內容限制應用程式輸出範圍，保護各程式顯示內容不受干擾。應用程式可取得三種顯示裝置內容控制代碼，各代表螢幕不同區域，擁有獨立座標原點：

1. 用戶區裝置內容：座標原點在用戶區左上角。使用 GetDC() 或 BeginPaint() 取得。GDI 函數座標相對於用戶區座標系。
2. 全視窗裝置內容：包含標題列、選單、捲軸、視窗框架。原點在視窗左上角。使用 GetWindowDC() 取得。應用程式鮮少在此區域繪圖。
3. 全螢幕裝置內容：原點在螢幕左上角。使用 CreateDC("DISPLAY", NULL, NULL, NULL) 取得。座標相對於螢幕座標系。

三種座標系滿足不同繪圖需求。例如使用用戶區座標系，視窗在螢幕移動時，用戶區內容相對座標不變。但以像素為單位的座標系不符人類習慣，且不同解析度裝置間難以移植，因此 Windows 提供邏輯座標系與映射模式機制（後續章節詳細說明）。