【文章內(nèi)容簡介】 MFC 的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)了皮膚、漸變風格、多頂層窗口程序、屬性列表等較受歡迎的功能；同時，在 C++在線社區(qū)中，很大一部分開放的源代碼也是基于 MFC 的。 VC++產(chǎn)品 版本 與 MFC 版本 如下： 表格 1 VC++產(chǎn)品版本與 MFC 版本 MFC 特點 封裝 構(gòu)成 MFC 框架的是 MFC 類庫。 MFC 類庫是 C++類庫。這些類或者封裝了 Win32 應(yīng)用程序編程接口，或者封裝了應(yīng)用程序的概念，或者封裝了 OLE 特 性，或者封裝了 ODBC和 DAO 數(shù)據(jù)訪問的功能，等等， 8 分述如下 ： （ 1）對 Win32 應(yīng)用程序編程接口的封裝 ； （ 2）對應(yīng)用程序概念的封裝 ； （ 3）對 COM/OLE 特性的封裝 ； （ 4）對 ODBC 功能的封裝 。 繼承 首先， MFC 抽象出 眾多類的共同特性，設(shè)計出一些基類作為實現(xiàn)其他類的基礎(chǔ)。這些類中 ， 最重要的類是 CObject 和 CCmdTarget。 CObject 是 MFC 的根類，絕大多數(shù) MFC 類是其派生的，包括CCmdTarget。 CObject 實現(xiàn)了一些重要的特性，包括動態(tài)類信息、動態(tài)創(chuàng)建、對象序列化、 對程序調(diào)試的支持，等等。所有從 CObject 派生的類都將具備或者可以具備 CObject 所擁有的特性。CCmdTarget 通過封裝一些屬性和方法，提供了消息處理的架構(gòu)。 MFC 中，任何可以處理消息的類都從 CCmdTarget 派生。 針對每種不同的對象， MFC 都設(shè)計了一組類對這些對象進行封裝，每一組類都有一個基類，從基類派生出眾多更具體的類。這些對象包括以下種類：窗口對象，基類是 CWnd；應(yīng)用程序?qū)ο?，基類?CwinThread；文檔對象，基類是 Cdocument，等等。 虛擬函數(shù)和動態(tài)約束 MFC 以“ C++”為基礎(chǔ)，自然支持虛擬函數(shù)和動態(tài)約束。但是作為一個編程框架，有一個問題必須解決：如果僅僅通過虛擬函數(shù)來支持動態(tài)約束，必然導致虛擬函數(shù)表過于臃腫，消耗內(nèi)存，效率低下。例如， CWnd 封裝 Windows 窗口對象時，每一條 Windows 消息對應(yīng)一個成員函數(shù)，這些成員函數(shù)為派生類所繼承。如果這些函數(shù)都設(shè)計成虛擬函數(shù)，由于數(shù)量太多，實現(xiàn)起來不現(xiàn)實。于是， MFC建立了消息映射機制，以一種富有效率、便于使用的手段解決消息處理函數(shù)的動態(tài)約束問題。 應(yīng)用程序的構(gòu)成 圖 2 解釋了該應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu) 與對象 ，箭頭 表示信息流向。 圖 2 應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu) 從 CWinApp、 CDocument、 CView、 CMDIFrameWnd、 CMDIChildWnd 類對應(yīng)地派生出 CTApp、 CTDoc、CTView、 CMainFrame、 CChildFrame 五個類，這五個類的實例分別是應(yīng)用程序?qū)ο?、文檔對象、視對象、主框架窗口對象和文檔邊框窗口對象。主框架窗口包含了視窗口、工具條和狀態(tài)欄。對這些 9 類或者對象解釋如下 ： （ 1）應(yīng)用程序 （ CWinApp） 應(yīng)用程序類派生于 CWinApp?；诳蚣艿膽?yīng)用程序必須有且只有一個應(yīng) 用程序?qū)ο?，它負責?yīng)用程序的初始化、運行和結(jié)束。 （ 2）邊框窗口 (CMDIFrameWnd) 如果是 SDI 應(yīng)用程序，從 CFrameWnd 類派生邊框窗口類，邊框窗口的客戶子窗口 (MDIClient)直接包含視窗口；如果是 MDI 應(yīng)用程序，從 CMDIFrameWnd 類派生邊框窗口類，邊框窗口的客戶子窗口 (MDIClient)直接包含文檔邊框窗口。如果要支持工具條、狀態(tài)欄，則派生的邊框窗口類還要添加CToolBar 和 CStatusBar 類型的成員變量，以及在一個 OnCreate 消息處理函數(shù)中初始化這兩個控制窗口。 邊框窗口用來管理文檔邊框窗口、視窗口、工具條、菜單、加速鍵等，協(xié)調(diào)半模式狀態(tài)（如上下文的幫助 (SHIFT+F1 模式 )和打印預覽）。 （ 3）文檔邊框窗口 (CMDIChildWnd) 文檔邊框窗口類從 CMDIChildWnd 類派生， MDI 應(yīng)用程序使用文檔邊框窗口來包含視窗口。 （ 4）文檔 (CDocument) 文檔類從 CDocument 類派生，用來管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的變化、存取都是通過文檔實現(xiàn)的。視窗口通過文檔對象來訪問和更新數(shù)據(jù)。 （ 5）視 (CView) 視類從 CView 或 它的派生類派生。視和文檔聯(lián)系在一起，在文檔和用戶之間起中介作 用，即視在屏幕上顯示文檔的內(nèi)容，并把用戶輸入轉(zhuǎn)換成對文檔的操作 。 用圖的形式可直觀地表示所涉及的 MFC 類的繼承或者派生關(guān)系 ，如下： 圖 3 MFC 的層次 基于 OpenGL+MFC 的三維模擬的編程環(huán)境配置 用 MFC 調(diào)用 OpenGL 函數(shù)來進行三維模擬的編程環(huán)境配置： （一）創(chuàng)建 MFC 項目 (1) 創(chuàng)建項目文件：選擇 File/New 菜單選項，建立一個名為 MyTest 的單文檔 (SDI) 應(yīng)用程序； （二）配置 OpenGL 開發(fā)環(huán)境 （ 1） 將 91． h， glu． h， glaux． h 和 glut． h 拷貝到 ???(即盤符 +路徑 )＼ Microsoft Visual Studio＼ VC98＼ Include＼ GL 目錄中； （ 2） 將 opengl32． 1ib， glu32． 1ib， glaux． 1ib 和 glut32． 1ib 拷貝到 ???(即盤符 +路徑 )＼ Microsoft 10 Visual Studio＼ Vc98＼ Lib 目錄中； （ 3） 將 ， ， ， ， 文件拷貝到操作系統(tǒng)安裝目錄 C：＼ WINDOWS＼ system32 目錄下 ； （ 4）選擇 Project/Setting 菜單選項。在 Link 欄的 Lib 輸入域中添加 、 ，若需使用 OpenGL 的輔助庫函數(shù)，則還需添加 。 到此，基于 OpenGL＋ MFC 的開發(fā)環(huán)境就建立好。 （三）初始化 OpenGL 具體編程步驟 : 第一步：修改窗口風格設(shè)置。 需要在函數(shù) CGLView：： PreCreateWindow 中增加對 Windows 窗口風格的設(shè)置，以防止在窗口重疊時把圖形繪制到子窗口和兄弟窗口。實現(xiàn)代碼如下 ： cs． style l=WS_CLIPCHILDREN WS CLIPSIBLINGS； 第二步：設(shè)置像素格式。 首先需要在視圖類 CGLView 中添加一個成員函數(shù)，函數(shù)原型如下： BOOL CGLView：：SetupPixelFormat(CDC*pDC)；設(shè)置像素格式并向視圖類 CGLView 中添加兩個成員變量： CDC* m_pDC； OpenGL 設(shè)備場境 HGLRC m_hRC； OpenGL 渲染場境在 Windows 中，使用結(jié)構(gòu) PIXELFO 腿ATDEscRIPTOR 來設(shè)置像素格式，并提供 ChoosePixelFormat()函數(shù)來選擇最為匹配的像素格式以及SetPixelFormat()函數(shù)來為設(shè)備場境設(shè)置像素格式。 設(shè)置像素格式的步驟如下： PIXELFORMATDESCRIPTOR，像素格式是用這個結(jié)構(gòu)來描述的。 b. 調(diào)用函數(shù) ChoosePixelFormat() ，將 填 寫 好的 像 素 格 式結(jié) 構(gòu) 傳 遞給 該 函 數(shù) ，函 數(shù)ChoosePixelFormat()返回一個整型的序號。這個序號標識一個當前設(shè)備場境中所能提供的，且與所要求的像素格式最為匹配的像素格式。 c．將這個返回的像素格式序號傳遞給函數(shù) SetPixelFormat()，使之設(shè)置成為當前設(shè)備場境的像素格式。 第三步：創(chuàng)建渲染場境。 用 wglreatecontext()函數(shù)來創(chuàng)建 OpenGL 的一個渲染場境；用 wglMakeCurrent()函數(shù)使給定的渲染場境設(shè)置成為當前調(diào)用線程的渲染場境，而線程中隨后調(diào)用的 OpenGL 命令都將通過與該渲染場境相關(guān)聯(lián)的設(shè)備場境來實現(xiàn)窗口的場景繪制。具體實現(xiàn)代碼如下： HDC m hDC； HGLRC nl hglRC： m_hglRC=wglCreateContext(m_hDC)；創(chuàng)建一個渲染場境 wglMakecurrent(m_hDC， m hglRC)；使成為當前調(diào)用線程的渲染場境 第四步：添加消息處理函數(shù)。 利用 MFC ClassWizard 為 CGLView 類添加消息：帳 _CREATE、 wM_DESTROY、 m,t_SIZE 和刪 _TIMER 的響應(yīng)函數(shù)，消息處理函數(shù)名依次為： OnCreate()、 onDestroy()、 OnSize()和 OnTimer()。 A． CGLView：： OnCreate()函數(shù) 該函數(shù)完成的功能是：在視圖窗口創(chuàng)建完成后，進行 OpenGLWindows 的初始化工作。 (四 )清理工作 CGLView：： OnDestroy()函數(shù) 該函數(shù)完成的功能是：在視圖窗口被釋放時，用于清除當前的渲染場境，并釋放設(shè)備場境。具體實現(xiàn)代碼如下： wglMakeCurrent(NULL， NULL)； wglDeleteContext(m__hglRC)；清除渲染場境： ReleaseDC(m_hWnd， m_hDC)；釋放設(shè)備場境 11 C． CGLView：： OnSize()函數(shù) D． CGLView：： OnTimer()函數(shù) 該函數(shù)完成的功能是：通過定時器每隔一定時間的消息驅(qū)動，來實現(xiàn)動態(tài)的場景更新。 12 3 拾取技術(shù) 拾取算法的研究可大致分為兩類 :一類是基于三維空間的射線拾取算法 ，代表算法就是基于 CPU的射線求交拾取技術(shù)； 另一類是基于圖像空間的拾取算法 ，例如 :基于 GPU 的重繪式拾取技術(shù)。 基于射線求交拾取技術(shù) 其基本原理是 ： 獲取屏幕坐標并轉(zhuǎn)換成圖形系統(tǒng)的視口坐標，根據(jù)不同圖形 API(應(yīng)用程序編程接口 )的實現(xiàn)給該點加上適當?shù)纳疃戎?(如 OpenGL 標準的深度值介于 01)，反算出該拾取點的世界空間坐標， 將相機焦點坐標轉(zhuǎn)換為屏幕坐標，過相機位置點向鼠標選中點作一條射線 在三維空間中對射線和物體進行求交 ， 離相機位置點最近的 實體就是被選中的實體 。 算法的具體實現(xiàn)步驟如下 ： (1)初始化 ， 獲取鼠標點的屏幕坐標 （ x， y)， 并將相機焦點坐標轉(zhuǎn)換為屏幕坐標 ； (2)相機焦點深度值 (z 值 )作為鼠標點的深度值 (z 值 )，并 將鼠標點坐標轉(zhuǎn)化為世界坐標 （ XW ， YW ，ZW）； (3)過相機位置點向點 （ XW， YW， ZW） 作一射線 m， 并分別求射線 m 和投影空間近截面和遠截面的交點 A， B， 得到線段 AB。 如果射線 m 垂直于視線 ， 則射線 m 和投影空間不相交； (4)依次取出場景實體列表中的每個實體 ,獲取該實體的轉(zhuǎn)換矩陣 ， 并利用該矩陣將 A、 B 點 的坐標轉(zhuǎn)換為局 部坐標； (5)計算實體的包圍盒 ， 并判斷 AB 和包圍盒的相對位置。如果 AB 和包圍盒相交 ， 則求該實體和 AB交點的參數(shù)值 ， 并將該實體標記為選中對象。如不相交 ， 則進行下一個實體的處理。 在上述算法中，判斷線段 AB 和實體包圍盒的相對位置及線段 AB 和實體的求交是算法實現(xiàn)的關(guān)鍵。為了提高拾取速度，對傳統(tǒng)的包圍盒算法和求交算法進行了改進。 判斷線段和包圍盒的相對位置 實體的最大包圍盒是一個各表面平行于坐標平面的六面體，其左下頂點的 x、 y、 z 坐標值為實體所有頂點相應(yīng)坐標值的最小值，其右上頂點的坐標值為實體所有頂點相 應(yīng)坐標值的最大值。 采用向量法來判斷線段和包圍盒相對位置，該算法的基本思想為：將線段看成一個由起點指向終點的向量，求向量各分量和離起點最近的三個包圍盒側(cè)面所在平面的交點 ,如果各分量與平面的交點都在包圍盒側(cè)面上或者在包圍盒內(nèi)且在各分量上，則該線段和包圍盒相交 (本文中我們把線段與包圍盒相交和線段在包圍盒內(nèi)這兩種情況統(tǒng)稱為相交 )。 判斷線段與包圍盒相對位置的具體步驟如下： (1)判斷起點 A 是否在包圍盒內(nèi)，如果在盒內(nèi)，則線段 AB 和包圍盒相交，判斷結(jié)束；如果不在盒內(nèi)，則記下該包圍盒離起點 A 最近的三個側(cè)面，這三個側(cè)面必 定共點且相互垂直； (2)過起點 A 向各側(cè)面做垂線，得到三個垂足，連接點 A 和各垂足，得到三個向量 a a a3(如 圖4 所示 )，并求 a a a3 和向量 AB 各相應(yīng)分量的比值 ti=ai/AB(i=1， 2， 3)。如果 AB 的某個分量為零，則比值取 1。取 t t t3 中的最大值為 tmax,如果 tmax0 或 tmax1，則 AB 和包圍盒不相交 ,判斷結(jié)束； (3)根據(jù) tmax 值求出交點坐標，判斷交點是否在包圍盒上。（此處最好給出交點坐標的計算式 ,以及交點是否在包圍盒上的判斷算式。）如果交點在盒上，則 AB 和包圍盒相交 ，否則， AB 和包圍盒相離。 圖 4 線段 AB 和包圍盒的位置關(guān)系圖 13 判斷線段與包圍盒相對位置的算法流程如圖 5 所示。 圖 5 向量法判斷線段和包圍盒相對位置算法流程圖 根據(jù)拾取對象的不同 ， 線段和相關(guān)對象求交的方法和過程存在差別。設(shè)要和拾取對象求交的線段為 AB， 針