Tài liệu Nghiên cứu các phương pháp nhận dạng từ dưới cursor mouse trên desktop windowsr

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ LẬP TRÌNH WINDOWS I. Khái quát về lập trình trong Windows II. Thông điệp và xử lý thông điệp III. Giao diện thiết bị đồ họa GDI IV. Cửa sổ trong Windows V. Chương trình Windows tiếp nhận thông điệp chuột CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HOOK 1 - Chuỗi hook 2 - Thủ tục hook 3 - Các loại hook 4 - Sử dụng hook 5 - Hook trong Windows 3.x 6 - Giới thiệu một số hàm liên quan đến hook CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT OVERRIDE HÀM API I. Khái quát về kỹ thuật override II. Lý do sử dụng kỹ thuật override trong lập trình Windows III. Cơ chế hoạt động và quản lý bộ nhớ trên Windows 16bits IV. Cơ chế hoạt động và quản lý bộ nhớ trên Windows 32bits V. Hiện thực kỹ thuật override trên Windows 16bits VI. Một số hàm được sử dụng trong kỹ thuật override CHƯƠNG 4: KẾT XUẤT VĂN BẢN TRONG WINDOWS I. Kết xuất văn bản trong Windows II. Các hàm căn bản để kết xuất văn bản CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH I. Phân tích vấn đề II. Thiết kế chương trình III. Giới thiệu một số hàm có liên quan IV. Giới thiệu một số cấu trúc dữ liệu có liên quan KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4 5 7 11 15 22 26 27 27 28 30 31 33 36 37 37 38 41 45 50 54 55 55 66 67 68 78 92 97 Đề tài: Nghiên cứu các phương pháp nhận dạng từ dưới cursor mouse trên Desktop Windows. Lời Mở Đầu gày nay, hầu như mọi công việc hàng ngày liên quan đến cuộc sống của chúng ta đều diễn ra trên máy tính. Từ việc soạn thảo văn bản, gởi nhận thông tin đến việc tra cứu, truy cập thông tin từ hệ thống mạng máy tính toàn cầu Internet đối với người sử dụng là công việc thường ngày và rất phổ biến. Từ đó, sẽ phát sinh vấn đề là người sử dụng sẽ cần tìm hiểu ý nghĩa của một từ, một câu hoặc cần phải dịch một đoạn văn bản, một file dữ liệu nào đó ra tiếng Việt và ngược lại. Đây là một nhu cầu cần thiết và hầu như xảy ra thường xuyên đối với nhiều người, do đó nhận dạng từ đặc biệt là nhận dạng từ trên màn hình trong môi trường Windows là việc làm cần thiết và có ý nghĩa thực tế. Kết quả của việc nhận dạng từ sẽ được dùng để xây dựng nên các ứng dụng khác chẳng hạn như các từ điển được tra cứu theo kiểu tương tác trực tiếp sẽ rất thuận tiện cho người sử dụng bởi vì theo cách này thì cho dù đang ở trong bất kỳ ứng dụng nào khi cần tra cứu thì thao tác trực tiếp ngay trên ứng dụng đang dùng tức là chỉ cần click chuột vào đó chứ không cần phải mở từ điển rồi tra cứu từ đó theo kiểu cổ điển. Vì thế, trong thời gian làm Luận Án Tốt nghiệp được sự hướng dẫn của thầy Lê Tấn Hùng nhóm sinh viên chúng tôi thực hiện đề tài: “Nhận dạng từ dưới cursor mouse trên deskop Windows. Viết chương trình nhận dạng từ này”. Trong giai đoạn đầu của luận án tốt nghiệp chúng tôi đã nghiên cứu được một số vấn đề quan trọng và căn bản có ý nghĩa trong việc thực hiện yêu cầu đã đặt ra của đề tài. Đề tài này chỉ tập trung nhận dạng từ ở dạng text trên desktop của môi trường Windows rồi xuất kết quả ra. Trong thời gian làm luận án tốt nghiệp nhóm sinh viên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu cơ chế hoạt động và quản lý của hệ điều hành Windows. Nghiên cứu về phương thức lập trình trong môi trường Windows và các phương tiện mà Windows hỗ trợ khi lập trình. Tham khảo và nghiên cứu kỹ thuật override các hàm giao tiếp của Windows ở chế độ 16 bit và 32 bit. Nghiên cứu cách xử lý các thông điệp trong Windows và tìm hiểu về cách kết xuất văn bản, về chế độ ánh xạ, vấn đề tọa độ . . . và cách xử lý văn bản. Trên cơ sở đó bước đầu chúng tôi đã xây dựng xong một ứng dụng có khả năng nhận dạng được từ trên nền Windows 16 bit được viết bằng ngôn ngữ Visual C++ version 1.5 và hướng phát triển trong thời gian tới là hiện thực nó trên nền Win32. Báo cáo của chúng tôi sẽ lần lượt điểm qua những nội dung mà chúng tôi đã nghiên cứu và tìm hiểu được trong thời gian qua. Sau đó là phần giới thiệu chi tiết về chương trình từ khâu phân tích-thiết kế cho đến phần chương trình nguồn và cuối cùng sẽ là nêu những vấn đề còn tồn tại và hướng phát triển trong tương lai. Chương 1: TÌM HIỂU VỀ LẬP TRÌNH WINDOWS I - KHÁI QUÁT VỀ LẬP TRÌNH TRONG WINDOWS: 1 - Khái quát về lập trình trong Windows: Môi trường lập trình Windows về cơ bản là dựa trên bộ hàm API (Application Programmer Interface), nó có chức năng như các ngắt trong bảng vector ngắt của DOS, nhưng nó thân thiện hơn ở chỗ cách gọi hàm API giống hệt cách gọi hàm của ngôn ngữ cấp cao, mỗi hàm có một tên gọi hẳn hoi, và tên gọi thường được đặt rất phù hợp với công dụng của hàm (mặc dù có hơi dài dòng) từ đó tạo khả năng gợi nhớ cao. Với Windows, người lập trình không còn phải lập trình theo kiểu assembly nữa mà lập trình theo kiểu ngôn ngữ cấp cao, mọi hoạt động trong máy ở mức thấp từ hàm API trở xuống thuộc phạm vi của Windows và Windows không khuyến khích việc các ứng dụng can thiệp vào lĩnh vực này. Bù lại, bằng các hàm API, nó hỗ trợ rất hiệu quả cho người lập trình, giúp khai thác khả năng của thiết bị triệt để, dễ dàng và tiện lợi hơn bao giờ hết. Có thể nói Windows đã mở ra cho người lập trình không gian rộng lớn để phát triển ứng dụng, và hạn chế không gian phát triển hệ thống. Điều này dẫn đến hệ quả là các ứng dụng được tạo ra hết sức dễ dàng, và quan trọng là hệ thống chạy ổn định hơn, không bị treo do lỗi của ứng dụng, không thể xâm nhập, nhưng sẽ rất khó khăn nếu người lập trình muốn trực tiếp điều khiển hoạt động trong máy và phát triển về lập trình hệ thống. - Tìm hiểu hàm Windows API: Windows là một hệ điều hành đa nhiệm (multitasking) mà qua đó các ứng dụng ở trong môi trường Windows sẽ giao tiếp với user thông qua một hay nhiều giao diện. Để truy cập các giao diện này thì các ứng dụng được xây dựng trên môi trường Windows sẽ sử dụng tập các hàm được gọi là giao diện chương trình ứng dụng API (Application Program Interface). Chương trình của người sử dụng có thể gọi tới các hàm API để truy cập tới mọi tài nguyên của Windows. GDI là một bộ phận của API, giao diện thiết bị đồ họa GDI (Graphic Device Interface) có nhiệm vụ duy trì sự độc lập của Windows đối với các thiết bị đồ họa hay còn gọi là khả năng độc lập thiết bị (device independent) tức là cho phép Windows làm việc với nhiều kiểu thiết bị đồ họa khác nhau. 2 - Thư viện liên kết động DLL (Dynamic Link Library): Thư viện liên kết động là các tập tin được Windows lưu dưới dạng nhị phân chứa các hàm mà mọi ứng dụng trên Windows đều có thể sử dụng. Nét đặc trưng của DLL là nó có thể được sử dụng bởi nhiều ứng dụng tại cùng một thời điểm hay nói cách khác thư viện liên kết động có thể cùng một lúc được gọi bởi nhiều chương trình. DLL là một dữ liệu chia sẻ được (shared data). Có 3 loại DLL khác nhau: - Thư viện liên kết động API: thuộc hệ thống Windows, khi cài hệ điều hành thì nó đã có sẵn. Chúng được nạp khi Windows khởi động. - Thư viện liên kết động third party: do các công ty khác tạo ra trên môi trường Windows, hỗ trợ thêm công tác lập trình trong Windows. - Thư viện liên kết động do chúng ta tạo ra. Windows sử dụng cấu trúc thư viện liên kết động DLL (Dynamic Link Library) nhằm mục đích không sao chép một khối lượng lớn các mã vào trong chương trình như ở các thư viện thông thường. Nhờ cấu trúc động của DLL nên mọi chương trình đều có thể truy cập thư viện trong thời gian thực thi. Các hàm API được Windows giữ dưới dạng hỗn hợp trong một số DLL. Trong quá trình dịch khi gặp lệnh gọi hàm API từ chương trình ứng dụng thì chương trình dịch không thêm mã này vào module thực hiện mà chỉ thêm các lệnh liên kết (chứa tên của DLL bên trong có hàm cần nạp) và tên hàm đó. Khi thực thi chương trình thì hàm API thực sự mới được nạp vào bộ nhớ để thực hiện. Cùng với sự phát triển của Windows là sự phát triển của lập trình hướng đối tượng, và để hỗ trợ cho việc lập trình hướng đối tượng, Microsoft đã cung cấp cho người lập trình một bộ thư viện các lớp cơ bản để phát triển các ứng dụng hướng đối tượng gọi là MFC (Microsoft Foundation Classes), nội dung của nó bao gồm thông tin về các lớp cơ bản được chuẩn hóa như lớp application; document; view; OLE; cửa sổ; nút bấm; text; v.v… trong các lớp này mọi thứ liên quan đến nó (bao gồm dữ liệu và các chương trình xử lý của nó) đều được làm hoàn chỉnh, người lập trình chỉ việc lấy ra sử dụng, hoặc có thể thêm bớt một ít tính năng đặc trưng cho đối tượng của mình. Mục tiêu chính của MFC là hệ thống hóa các hàm API, cung cấp một thể thức gọi gọn các hàm API, cung cấp một “khung làm việc” (framework) cực mạnh để người lập trình không cần phải quan tâm đến những đoạn chương trình thuộc về “thủ tục” mà chỉ cần quan tâm đến phần cốt lõi để đạt được mục đích. II - THÔNG ĐIỆP VÀ XỬ LÝ THÔNG ĐIỆP: 1 - Khái niệm: Lập trình trên môi trường Windows khác với lập trình ở các môi trường khác ở điểm là lập trình trên Windows luôn luôn gắn liền với những thông điệp. Mọi hoạt động xảy ra trên một chương trình Windows đều thông qua các thông điệp. Thông điệp sẽ được hệ thống báo cho các ứng dụng biết các tác động từ bên ngoài vào hệ thống Windows. Một cửa sổ có thể gởi đi một thông điệp cho một cửa sổ khác và các cửa sổ đáp ứng lại thông điệp bằng cách gởi đi một thông điệp khác cho một cửa sổ khác. Trong Windows có 3 loại thông điệp cơ bản: - Những thông điệp tổng quát: có mã nhận diện mang tiền tố WM_ được coi là phần lớn trong ứng dụng và Windows đã cung cấp các hàm để giải quyết. - Những control notification: đây là những thông điệp WM_COMMAND được chuyển từ cửa sổ con tới cửa sổ bố mẹ. - Những nút lệnh: là thông điệp WM_COMMAND phát đi từ trình đơn, từ các nút điều khiển. Đây là loại thông điệp yêu cầu ứng dụng phải thực hiện một công việc gì đó. 2 - Gởi đi các thông điệp: Windows cho phép ứng dụng gởi đi những thông điệp cho mình, cho các ứng dụng khác hoặc cho hệ thống. Có 3 hàm Windows API để gởi thông điệp đi: a) Hàm SendMessage: Cú pháp: LRESULT SendMessage(hwnd, uMsg, wParam, lParam) HWND hwnd; // handle của cửa sổ nhận (đích) UINT uMsg; // thông điệp để gởi WPARAM wParam; // thông số thông điệp đầu tiên LPARAM lParam; // thông số thông điệp thứ hai - Hàm SendMessage gởi thông điệp tới một hay nhiều cửa sổ. Hàm gọi thủ tục cửa sổ cho cửa sổ và không trở về cho đến lúc thủ tục cửa sổ đã xử lý thông điệp. - Giá trị trả về: cho biết kết quả xử lý thông điệp và phụ thuộc vào thông điệp được gởi. b) Hàm PostMessage: - Cú pháp: BOOL PostMessage(hwnd, uMsg, wParam, lParam) HWND hwnd; // handle của của sổ đích UINT uMsg; // thông điệp gởi WPARAM wParam; // thông số thông điệp đầu tiên LPARAM lParam; // thông số thông điệp thứ hai - Hàm PostMessage gởi (đặt) một thông điệp vào trong hàng thông điệp cửa sổ và rồi trở về mà không đợi cửa sổ tương ứng xử lý thông điệp. Những thông điệp trong một hàng thông điệp được lấy bằng cách gọi hàm SetMessage hay PeekMessage. - Giá trị trả về: trả về khác 0 nếu thành công, ngược lại 0. c) Hàm SendDlgItemMessage: - Cú pháp: LRESULT SendDlgItemMessage(hwndDlg,idDlgItem,uMsg,wParam,lParam) HWND hwndDlg; // handle của hộp hội thoại int idDlgItem; // mã nhận diện ô điều khiển sẽ nhận thông điệp UINT uMsg; // thông điệp gởi đi WPARAM wParam; // thông số thông điệp đầu tiên LPARAM lParam; // thông số thông điệp thứ hai - Hàm SendDlgItemMessage gởi một thông điệp tới một điều khiển trong hộp hội thoại. - Giá trị trả về: cho biết kết quả xử lý thông điệp và phụ thuộc vào thông điệp được gởi. 3 - Vòng lặp thông điệp: Một thread hoặc một process đẩy một thông điệp ra khỏi hàng đợi bằng cách dùng vòng lặp thông điệp. Vòng loop chính của một ứng dụng đặt tại cuối hàm WinMain() của ứng dụng đó. Vòng lặp thông điệp có dạng như sau: while GetMessage(&msg,NULL,0,0) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); } Sau đây là Sơ đồ dòng thông điệp: Hardware Event Occur System Message Queue System Dispatcher System Dispatcher Thread1 Message Queue Thread1 Hook Thread2 Message Queue Thread2 Hook Thread3 Message Queue Thread3 Hook GetMessage() TranslateMessage() Dispatch Message() GetMessage() TranslateMessage() Dispatch Message() GetMessage() TranslateMessage() Dispatch Message() WndProc() WndProc() WndProc() Nó mô tả đơn giản hóa quá trình xử lý thông điệp. Thông điệp có thể bắt DefWndProc() DefWndProc() DefWndProc() nguồn từ nhiều cách khác nhau, sơ đồ sau đây sẽ giải thích chi tiết hơn về vòng lặp thông điệp và chỉ ra cách thông điệp được đặt vào hàng đợi như thế nào: Hardware Events Other threads PostMessage() System Message Queue Message Sent From Other Threads Other threads PostMessage() System Dispatcher Thread Message Queue SentMessage() (To Another Thread) TranslateMessage() Message Loop SentMessage() WndProc() Thông điệp không chỉ phát xuất từ sự kiện phần cứng, cũng có thể có thông điệp của chương trình phát xuất từ một chương trình đang chạy. Các threads có thể gởi dữ liệu trở về sau và về trước bằng cách gởi thông điệp. Thông điệp có thể gởi PostMessa vào hàng đợi bằng hàm PostMessage(), hoặc chúng có thể được gởi trực tiếp cho vòng lặp thông điệp để xử lý ngay lập tức bằng hàm SendMessage(). 4 - Xử lý thông điệp: Việc xử lý thông điệp là yếu tố chính làm cho các ứng dụng Windows vận hành được. Hệ thống và các ứng dụng khác sinh ra các thông điệp cho mọi sự kiện xuất hiện trong hệ thống thông điệp của Windows sẽ cho phép Windows chạy đa nhiệm trong một thời điểm. Windows 95 và Windows NT mở rộng khả năng của version Windows trước bằng việc cấp phát cho mỗi dòng xử lý (thread) hay mỗi tiến trình (proccess) một hàng đợi thông điệp riêng. Trong version Windows cũ thì tất cả ứng dụng đều dùng chung một hàng đợi thông điệp, vì thế để các ứng dụng khác xử lý thông điệp, ứng dụng phải trả quyền điều khiển về cho Windows mỗi khi nó có thể. Với Windows 95 và Windows NT, điều này không còn nữa. Windows sinh ra thông điệp cho mọi sự kiện phần cứng, ví dụ như người dùng nhấn một phím hoặc di chuyển chuột. Nó gởi thông điệp đến hàng đợi thông điệp của thread thích hợp, nếu thông điệp được dành cho nhiều thread thì nó cũng được đưa vào các hàng đợi của các thread đó. Một thông điệp trên thực tế là một cấu trúc dữ liệu như sau: typedef struct tagMSG { HWND hwd; UINT message; WPARAM wParam; LPARAM wParam; DWORD time; POINT pt; } // handle cửa sổ //số chỉ định loại message //được chuyển cho WndProc() //được chuyển cho WndProc() //số mili giây từ lúc bắt đầu //cấu trúc điểm POINT III - GIAO DIỆN THIẾT BỊ ĐỒ HỌA GDI (GRAPHIC DEVICE INTERFACE): 1 - Khái niệm: Windows là một hệ điều hành đa nhiệm (multitasking) trong đó các ứng dụng giao tiếp với user thông qua một hay nhiều giao diện. Để truy xuất các giao diện thì chương trình ứng dụng phải sử dụng các hàm Giao diện chương trình ứng dụng. API là tập các lệnh mà một ứng dụng sử dụng để yêu cầu và tiến hành các dịch vụ cấp thấp được thi hành bởi Windows. Giao diện thiết bị đồ họa GDI (Graphic Device Interface) là một phần của API có nhiệm vụ duy trì sự độc lập của Windows đối với các thiết bị đồ họa (cho phép Windows làm việc với nhiều thiết bị đồ họa khác nhau). Windows GDI là một thư viện bao gồm một số hàm giúp kết xuất đồ họa (graphic output) lên màn hình, máy in…GDI sẽ tạo ra: điểm, đường kẻ, hình dạng (shape: chữ nhật, tròn…), chữ văn bản. 2 - Device Context: Ngữ cảnh thiết bị DC (Device Context) là một phần quan trọng của GDI Windows. Một DC là một cấu trúc dữ liệu dài khoảng 800 bytes được Windows duy trì có nhiệm vụ lo lưu giữ những thông tin cần thiết mà ứng dụng sẽ cần đến khi phải hiển thị kết xuất lên một thiết bị vật lý. GDI không bao giờ cho phép chương trình làm việc trực tiếp với một DC mà GDI phân phối cho chương trình một handle để nhận dạng một DC cụ thể. Tất cả các hàm API; GDI đều nhận thông số đầu tiên là một handle – hdc. DC là một công cụ chứa các thuộc tính vẽ, DC cho phép kết nối logic một chương trình về một thiết bị cụ thể nào đó. Ngoài ra do Windows là một hệ điều hành đa nhiệm nên các chương trình không thể truy xuất trực tiếp các thiết bị vật lý để tránh xung đột. Thay vào đó, chương trình Windows phải sử dụng kết nối logic do DC đại diện. Nghĩa là tất cả các chương trình cách tiếp cận này để GDI có thể giải quyết tranh chấp khi 2 chương trình yêu cầu dùng cùng một thiết bị nên DC còn có vai trò làm permission slip. DC lưu trữ thông tin liên quan đến mặt bằng vẽ và những khả năng của nó. Trước khi sử dụng bất kỳ hàm vẽ GDI nào thì điều phải tạo một DC cho thiết bị, và khi sử dụng xong thì phải trả nó về cho Windows nhằm đảm bảo cho hoạt động của hệ thống được thông suốt bởi vì số lượng DC mà Windows quản lý là có giới hạn. DC ở Win16: Ngữ cảnh thiết bị (DC) là một nối kết giữa một ứng dụng Windows, một driver thiết bị và một thiết bị đầu ra (output device). Windows duy trì một cache gồm 5 DC đặc biệt cho hoạt động hệ thống. Ứng dụng phải giải phóng các DC này sau khi sử dụng. Luồng thông tin từ ứng dụng Windows qua DC và device driver tới thiết bị đầu ra: Truy xuất thiết bị đầu ra (Accessing Output Devices): Bất kỳ ứng dụng Windows nào cũng có thể sử dụng hàm GDI để truy xuất một thiết bị đầu ra. GDI chuyển các gọi độc lập thiết bị từ ứng dụng tới driver thiết bị. Rồi driver thiết bị thông dịch các gọi đó vào trong sự hoạt động độc lập thiết bị. Những đặc tính của DC mô tả các đối tượng vẽ được chọn (pens và brushes), font được chọn và màu của nó, cách thức mà đối tượng được vẽ (hay ánh xạ) tới thiết bị, vùng trên thiết bị có sẵn cho output (vùng xén) và những thông tin quan trọng khác. Cấu trúc chứa những đặc tính DC được gọi là khối dữ liệu DC. Windows Device Output Applicatio Driver Device Windows GDI Device Output Applicatio Device Driver Device Device Output Driver Device Windows Applicatio 3 - Chế dộ ánh xạ (mapping mode): Để duy trì sự độc lập thiết bị, GDI tạo ra output ở không gian luận lý và ánh xạ nó lên màn hình. Chế độ ánh xạ cho biết mối quan hệ giữa không gian luận lý và những pixel trên thiết bị. Có tới 8 chế độ ánh xạ khác nhau nhưng chúng tôi chỉ quan tâm tới chế độ ánh xạ MM_TEXT vì đây là chế độ ánh xạ mặc định. Trong chế độ này một đơn vị luận lý được ánh xạ tới một pixel trên thiết bị hay màn hình. Như vậy đơn vị tính luận lý là pixel và các tọa độ x, y cũng được tính theo pixel, trị x tăng khi qua phải và giảm khi qua trái, trị y tăng khi đi xuống và giảm khi đi lên. Origin của hệ thống tọa độ là góc trái-trên (upper-left) của màn hình. 4 - Hệ thống tọa độ windows: Windows sử dụng các hệ thống tọa độ khác nhau tùy theo hoàn cảnh như: Hệ toạ độ thiết bị (Device coordinate system) - Hệ toạ độ toàn màn hình (Full screen coordinate system) - Hệ toạ độ vùng client (Client area coordinate system) - Hệ toạ độ toàn cửa sổ (Whole window coordinate system) - Hệ toạ độ logic (Logical coordinate system) Trong phạm vi ứng dụng của đề tài chúng tôi chỉ quan tâm đến các hệ toạ độ: a) Full screen coordinate system: Là hệ thống tọa độ thiết bị liên quan tới trọn màn hình. Tọa độ màn hình được tính theo pixel và chọn tọa độ (0,0) làm góc upper-left của màn hình. Hệ thống này sử dụng khi liên quan đến trọn màn hình trên tọa độ màn hình. Thường vị trí của một đối tượng như con nháy hoặc con trỏ hoặc cửa sổ so với góc upper-left của màn hình thì dùng hệ tọa độ này. b) Client area coordinate system: Cũng là hệ tọa độ thiết bị, nó khác với hệ tọa độ trọn màn hình ở origin của hệ tọa độ. Tọa độ trọn màn hình là tương đối so với upper-left của màn hình còn tọa độ vùng client là tương đối so với upper-left của vùng client. Tọa độ này cũng tính theo device unit (pixel) giống như tọa độ màn hình. Hàm ClientToScreen để chuyển tọa độ vùng client qua tọa độ trọn màn hình. Hàm ScreenToClient chuyển tọa độ trọn màn hình qua tọa độ vùng client. c) Whole window coordinate system: Gần giống hệ tọa độ vùng client, là tương đối so với góc upper-left của cửa sổ, được sử dụng khi vẽ vùng nonclient của cửa sổ. d) Logical coordinate: Hầu hết các hàm GDI sử dụng hệ tọa độ này. Hệ thống tọa độ logic không phải là hệ thống tọa độ thiết bị, hệ thống tọa độ logic bao giờ cũng được ánh xạ lên một hệ thống tọa độ thiết bị. Hệ tọa độ logic có thể được ánh xạ lên hệ tọa độ toàn màn hình, hệ tọa độ vùng client hoặc hệ tọa độ toàn cửa sổ. Dùng hàm DPtoLP để chuyển tọa độ thiết bị sang hệ tọa độ logic. Dùng hàm LPtoDP để chuyển tọa độ logic sang hệ tọa độ thiết bị. Như vậy điều quan trọng trong việc tính toán sử dụng hệ tọa độ là phải kiểm soát được việc sử dụng các hệ tọa độ một cách đồng bộ bởi vì việc chuyển đổi giữa các hệ tọa độ đã được cung cấp bởi các hàm nêu trên. 5 - Viewport và window: Mapping mode cho biết ánh xạ tọa độ logic và những kích thước được cung cấp khi gọi các hàm GDI qua hệ thống tọa độ thiết bị gắn liền với DC. Tức là mapping mode quyết định GDI ánh xạ việc ánh xạ một window (tọa độ logic) qua một viewport (tọa độ thiết bị). Viewport nghĩa là một vùng hình chữ nhật của hệ thống tọa độ thiết bị được định nghĩa bởi một DC còn window khi sử dụng để qui chiếu GDI mapping mode là một hình chữ nhật của hệ thống tọa độ logic được định nghĩa bởi một DC. Công thức để chuyển đổi một hệ tọa độ window (logic) qua một hệ tọa độ viewport (thiết bị): xviewport = (xwindow - xwindowOrg)(xviewportExt / xwindowExt) + xviewportOrg yviewport = (ywindow - ywindowOrg)(yviewportExt / ywindowExt) + yviewportOrg Trong đó: (xwindow,ywindow) là điểm trên tọa độ logic được chuyển đổi thành điểm (xviewport,yviewport) (xwindowOrg,ywindowOrg) và (xviewportOrg,yviewportOrg) là origin của vùng hình chữ nhật window và viewport theo mặc nhiên các điểm này được cho về (0,0) trên DC mặc nhiên. Công thức sử dụng 2 điểm cho biết extent của một vùng theo tọa độ logic (xwindowExt,ywindowExt) và của một vùng theo hệ tọa độ thiết bị (xviewportExt,yviewportExt). Tỉ lệ của (viewpot extent/window extent) là hệ số scaling dùng để dịch đơn vị logic qua đơn vị thiết bị. Việc chuyển đổi ngược lại tương tự bằng các biến đổi công thức trên. IV - CỬA SỔ TRONG WINDOWS: Cửa sổ là khái niệm cơ bản trong giao diện GDI của Windows, nó là một kiến trúc chuẩn mực để từ đó xây dựng nên các đối tượng khác như: cửa sổ chính của ứng dụng (main frame); text box; edit control; button; combo box; menu; scroll bar;... nói chung là toàn bộ những công cụ tạo nên giao diện GDI đều có thể gọi là cửa sổ. Cũng có thể xem cửa sổ như vùng chữ nhật màn hình mà nơi đó ứng dụng in ra các kết xuất và nhận các dữ liệu từ người dùng. Windows quản lý tất cả cửa sổ hiện có trong hệ thống bằng cách gán cho mỗi cửa sổ một handle (trên thực tế nó là một số nguyên), ta chỉ cần có được handle cửa sổ thì có thể thao tác mọi thứ trên cửa sổ đó. Một cửa sổ chia sẻ màn hình với các cửa sổ khác, kể cả các cửa sổ của ứng dụng khác. Chỉ có một cửa sổ trong một thời điểm có thể nhận dữ liệu nhập từ người dùng. Người dùng có thể dùng chuột, bàn phím, hay các thiết bị nhập khác để tương tác với cửa sổ này và ứng dụng sở hữu nó. 1 - Các loại cửa sổ: Windows cung cấp nhiều kiểu cửa sổ khác nhau để có thể kết hợp hình thành nên các hình thức cửa sổ khác nhau. Các kiểu được sử dụng trong hàm CreateWindow khi cửa sổ được tạo. Một số kiểu cửa sổ sau: - Cửa sổ chồng lên nhau (Overlapped windows hay top-level window): là cửa sổ không bao giờ có cửa sổ cha mẹ. - Cửa sổ bị sở hữu (Owned windows): là kiểu đặc biệt, được sở hữu bởi một cửa sổ bị chồng - Cửa sổ pop-up: là kiểu đặc biệt của cửa sổ overlapped nhưng có thể có hoặc không title bar. - Cửa sổ con: là cửa sổ xác định vùng client của cửa sổ cha mẹ, được sử dụng để chia vùng client của cửa sổ cha mẹ ra thành các vùng chức năng khác nhau. Một ứng dụng dùng hàm ShowWindow để cho thấy hay che dấu một cửa sổ con. Mỗi cửa sổ con phải có một cửa sổ cha mẹ. Cửa sổ cha mẹ nhường một phần trong vùng của nó cho cửa sổ con và cửa sổ con sẽ nhận tất cả các tác động từ bên ngoài vào vùng này. Một cửa sổ con có thể có nhiều cửa sổ con khác và mỗi cửa sổ con đều có cho riêng nó một handle riêng để giao dịch khi gởi thông điệp cho cửa sổ cha mẹ. Mỗi cửa sổ con là một cửa sổ độc lập, nó nhận tác động bên ngoài của riêng nó và các thông điệp khác. Những input gởi cho cửa sổ con được đi trực tiếp tới cửa sổ con và không chuyển qua cửa sổ cha mẹ ngoại trừ trường hợp cửa sổ con bị hàm EnabledWindow cho disabled. Trong trường hợp này thì Windows chuyển bất kỳ input nào tới cửa sổ con đó cho cửa sổ cha mẹ của nó. Điều này cho phép cửa sổ cha mẹ kiểm tra được input và làm cho cửa sổ con ở trạng thái enabled nếu nó thấy điều đó là cần thiết. Những hoạt động của cửa sổ cha mẹ cũng ảnh hưởng đến cửa sổ con như sau: - Shown: Cửa sổ cha mẹ sẽ được hiển thị trước cửa sổ con. - Hidden: Cửa sổ cha mẹ sẽ bị che sau cửa sổ con. Cửa sổ con sẽ được nhìn thấy (hết bị che) (visible) chỉ khi cửa sổ cha mẹ được nhìn thấy. - Destroyed: Cửa sổ cha mẹ bị huỷ sau cửa sổ con. - Moved: Cửa sổ con bị di chuyển cùng với vùng client của cửa sổ cha mẹ. Cửa sổ con đáp ứng cho việc tô vẽ sau khi di chuyển. - Gia tăng kích thước hay ở trạng thái kích thước cực đại: tô vẽ bất kỳ phần nào của cửa sổ cha mẹ mà đã được phơi bày ra như là kết quả của kích thước tăng lên của vùng client. Windows không tự động xén (clip) một cửa sổ con ra khỏi vùng client của cửa sổ cha mẹ. Điều này nghĩa là cửa sổ cha mẹ vẽ lên trên cửa sổ con nếu nếu nó tiến hành bất kỳ sự tô vẽ nào trong cùng vị trí với vị trí của cửa sổ con. Windows chỉ xén cửa sổ con ra khỏi vùng client của cửa sổ cha mẹ nếu cửa sổ cha mẹ có kiểu WS_CLIPCHILDREN. Nếu cửa sổ con bị xén thì cửa sổ cha mẹ không thể tô vẽ lên nó. Một cửa sổ con có thể chồng lên các cửa sổ con khác trong cùng vùng client. Cửa sổ anh em (cùng cha mẹ) có thể tô vẽ trong mỗi vùng client của các cửa sổ khác trừ khi một cửa sổ con có kiểu WS_CLIPSIBLINGS. Nếu ứng dụng xác định kiểu này cho một cửa sổ con thì bất kỳ phần nào của cửa sổ anh em của cửa sổ con đó nằm trong cửa sổ này đều bị xén. Nếu một cửa sổ có kiểu WS_CLIPCHILDREN hoặc WS_CLIPSIBLINGS thì một mất mát nhỏ trong sự thực hiện (performance) xảy ra. Mỗi cửa sổ chiếm tài nguyên hệ thống bởi vậy ứng dụng sẽ không sử dụng các cửa sổ con một cách bừa bãi. Để hoạt động tối ưu một ứng dụng cần chia luận lý cửa sổ chính của nó trong thủ tục cửa sổ của cửa sổ chính còn hơn là dùng các cửa sổ con. 2 - Thủ tục cửa sổ (Window Procedures): Một thủ tục cửa sổ xử lý tất cả những thông điệp được gởi tới tất cả các cửa sổ trong lớp được đưa ra. Windows gởi các thông điệp tới thủ tục cửa sổ khi nó nhận input từ user có ý định chuyển cho cửa sổ được đưa ra hay khi nó cần thủ tục để thực hiện một vài hành động trên cửa sổ của nó như việc tô vẽ lại bên trong vùng client. Thủ tục cửa sổ nhận các kiểu thông điệp như: nhập vào từ bàn phím, chuột; yêu cầu tiêu đề cửa sổ; tường thuật sự thay đổi gây ra bởi cửa sổ khác (như thay đổi file WIN.INI); cơ hội sửa đổi đáp ứng hệ thống tiêu chuẩn đến những hoạt động chắc chắn (như điều chỉnh menu trước lúc hiển thị); yêu cầu thực hiện một vài hành động trên cửa sổ hay vùng client của nó (cập nhật vùng client); thông tin về tình trạng của nó trong mối quan hệ với các cửa sổ khác (truy xuấ nhất định thất bại của nó tới bàn phím hay trở thành cửa sổ hoạt động). Một thủ tục cửa sổ nhận hầu hết các thông điệp là từ Windows nhưng nó cũng có thể nhận thông điệp từ các cửa sổ khác gồm cả những cửa sổ nó sở hữu. Những thông điệp này có thể là những yêu cầu về thông tin hay thông báo mà một sư kiện được đưa ra đã xảy ra trong một cửa sổ khác. Một thủ tục cửa sổ tiếp tục nhận thông điệp fừ hệ thống và có thể chấp nhận những cửa sổ khác trong hệ thống cho đến khi thủ tục cửa sổ, thủ tục cửa sổ của một cửa sổ cha mẹ hay hệ thống hủy cửa sổ. Ngay cả khi cửa sổ ở trong quá trình đang bị hủy, thủ tục cửa sổ nhận những thông điệp thêm vào đưa tới nó cơ hội để tiến hành bất kỳ nhiệm vụ làm sạch (cleanup) nào trước lúc kết thúc. Những thông điệp này gồm WM, WM_DESTROY, WM_QUERYENDSESSION và WM_ENDSESSION. Nhưng khi cửa sổ bị hủy thì không có thêm thông điệp nào được đưa tới thủ tục cho cửa sổ cụ thể đó. Nếu có nhiều hơn một cửa sổ của lớp, tuy nhiên, thủ tục cửa sổ tiếp tục nhận thông điệp cho những cửa sổ khác cho đến khi cũng chính chúng bị hủy. Một thủ tục cửa sổ chỉ rõ làm thế nào tất cả cửa sổ của một cửa sổ đưa ra thực sự có hành vi bằng cách đáp ứng những gì các cửa sổ tạo ra những lệnh từ user hay hệ thống. Thủ tục cửa sổ phải kiểm tra những thông điệp mà nó nhận từ hệ thống và quyết định bất kỳ hành động gì sẽ diễn ra. Thủ tục cửa sổ cũng có thể chọn không đáp ứng một thông điệp được đưa ra. Nếu không đáp ứng thủ tục phải chuyển thông điệp tới hàm DefWindowProc để đưa cho hệ thống cơ hội để đáp ứng. Hàm này thực hiện hành động có sẵn trên cơ sở thông điệp được đưa ra và những thông số của nó. Nhiều thông điệp (đặc biệt là thông điệp vùng non-client) phải được xử lý vì thế DefWindowProc được yêu cầu trong tất cả các thủ tục cửa sổ. Thủ tục cửa sổ cũng nhận các thông điệp mà thực sự đã dự định được xử lý bởi hệ thống. Những thông điệp vùng-nonclient thông báo cho thủ tục biết user thực hiện một vài hành động trong vùng client của cửa sổ hoặc một vài thông tin về cửa sổ được yêu cầu bởi hệ thống để thực hiện một hành động. Mặc dù Windows chuyển những thông điệp này tới thủ tục cửa sổ thì thủ tục sẽ chuyển chúng cho hàm DefWindowProc và không cố gắng xử lý chúng. Ở trường hợp này thủ tục cửa sổ phải phớt lờ thông điệp hay trả về không chuyển nó tới DefWindowProc. 3) Thông điệp cửa sổ: Một thông điệp cửa sổ là một tập những giá trị mà Windows gởi tới thủ tục cửa sổ để cung cấp input cho cửa sổ hay yêu cầu cửa sổ thực hiện một vài hành động. Windows tính đến một sự thay đổi rộng khắp những thông điệp mà nó hay ứng dụng của nó có thể gởi tới thủ tục cửa sổ. Hầu hết những thông điệp được gởi tới cửa sổ như là kết quả của hàm đưa ra đang được thực thi hay như là kết quả của input từ user. Mỗi thông điệp gồm 4 giá trị: một handle xác định cửa sổ, một danh hiệu thông điệp, một giá trị thông điệp-đặc biệt 16-bit và một giá trị thông điệp-đặc biệt 32-bit. Những giá trị này được chuyển tới thủ tục cửa sổ như là những thông số riêng lẻ. Rồi thủ tục cửa sổ kiểm tra danh hiệu thông điệp để quyết định những đáp ứng gì phải làm và làm thế nào để thông dịch giá trị 16-bit và 32-bit. Cú pháp thủ tục cửa sổ: - LONG FAR PASCAL WndProc(hwnd, wMsg, wParam, lParam) HWND hwnd; WORD WORD DWORD wMsg; wParam; lParam; Các thông số: hwnd wMsg wParam lParam cho biết cửa sổ nhận thông điệp loại thông điệp thông tin thông điệp-đặc biệt thêm vào 16-bit thông tin thông điệp-đặc biệt thêm vào 32-bit Hàm trả về giá trị 32-bit cho biết kết quả xử lý thông điệp 4 - Default window procedure: Hàm DefWindowProc là phần xử lý thông điệp có sẵn cho những thủ tục cửa sổ không hay không thể truy xuất một vài thông điệp được gởi tới cho chúng. Hầu hết các thủ tục cửa sổ thì hàm DefWindowProc thực hiện hầu hết, nếu không muốn nói là tất cả, việc xử lý thông điệp vùng client. Đây là các thông điệp biểu hiện những hành động được thực hiện trên các phần khác của cửa sổ hơn là vùng client. 5 - Vấn đề tô vẽ màn hình: Khi một cửa sổ bị di chuyển thì Windows tự động sao chép nội dung của vùng client tới vị trí mới. Điều này tiết kiệm thời gian bởi vì một cửa sổ không phải tính toán lại và vẽ lại nội dung của vùng client như là phần của sự di chuyển. Nếu cửa sổ di chuyển hay thay đổi kích thước thì Windows chỉ sao chép phần lớn vùng client trước đó khi nó cần điền vị trí mới. Nếu cửa sổ gia tăng kích thước thì Windows sao chép toàn bộ vùng client và gởi thông báo WM_PAINT tới cửa sổ để điền vào trong vùng được phơi bày mới hơn. Khi cửa sổ bị di chuyển thì Windows cho rằng nội dung của vùng client vẫn hợp lệ và có thể được sao chép không cần thay dổi tới vị trí mới. Tuy nhiên với một vài cửa sổ thì nội dung của vùng client không còn hợp lệ sau khi di chuyển đặc biệt là nếu di chuyển luôn sự thay đổi kích thước. Để tô vẽ lại toàn bộ vùng client thay cho sao chép nội dung trước đó mỗi lần một cửa sổ thay đổi kích thước thì một cửa sổ sẽ xác định kiểu CS_VREDRAW và trong lớp cửa sổ. Để quản lý hiển thị màn hình, Windows tiến hành nhiều hoạt động ảnh hưởng tới nội dung của vùng client. Nếu Windows di chuyển, định kích thước hay thay đổi bề mặt màn hình, sự thay đổi có thể ảnh hưởng cửa sổ được đưa ra. Nếu vậy, Windows đánh dấu vùng bị thay đổi bằng hoạt động sẵn sàng cho việc cập nhật và ở cơ hội tiếp theo nó gởi thông điệp WM_PAINT tới cửa sổ vì thế nó có thể cập nhật cửa sổ trong vùng cần cập nhật. Nếu một cửa sổ vẽ trong vùng client của nó thì nó phải gọi BeginPaint để lấy handle của ngữ cảnh màn hình, phải cập nhật vùng bị thay đổi như đã định nghĩa bởi vùng cập nhật và cuối cùng nó phải gọi EndPaint để hoàn tất công việc. Một cửa sổ có thể vẽ trong vùng client của nó bất kỳ lúc nào tức là ngoài thời điểm mà nó đáp ứng thông điệp WM_PAINT chỉ cần nó lấy ngữ cảnh màn hình cho vùng client trước lúc nó tiến hành vẽ. Thông điệp WM_PAINT: là một yêu cầu của Windows tới một cửa sổ để cập nhật màn hình cửa nó. Windows gởi WM_PAINT bất cứ khi nào cần vẽ một phần lại cửa sổ. Khi cửa sổ nhận thông điệp WM_PAINT thì nó sẽ lấy vùng cập nhật bằng hàm BeginPaint và nó sẽ tiến hành bất kỳ hoạt động gì cần thiết để cập nhật phần đó của vùng client. InvalidateRect và InvalidateRgn thực sự không sinh ra thông điệp WM_PAINT. Windows tích luỹ những thay đổi được tạo ra bởi các hàm này và những thay đổi của riêng nó trong lúc một cửa sổ xử lý những thông điệp khác trong hàng thông điệp của nó. Làm trễ WM_PAINT làm cho cửa sổ xử lý tất cả những thay đổi cùng một lúc thay vì cập nhật những những mẫu nhỏ trong những bước riêng lẻ làm lãng phí thời gian. Để chỉ thị Windows gởi thông điệp WM_PAINT một ứng dụng có thể sử dụng UpdateWindow, hàm này gởi thông điệp trực tiếp tới cửa sổ, bất chấp những thông điệp khác trong hàng thông điệp của ứng dụng. UpdateWindow được sử dụng khi một cửa sổ cần cập nhật vùng client của nó ngay lập tức (chẳng hạn chỉ ngay sau cửa sổ được tạo). Khi một cửa sổ nhận WM_PAINT nó phải gọi BeginPaint để lấy ngữ cảnh màn hình cho vùng client và lấy thông tin khác như vùng cập nhật và background bị xóa hay không. Windows tự động chọn vùng cập nhật như là vùng xén của ngữ cảnh màn hình. GDI huỷ bỏ (xén) những gì được vẽ bên ngoài vùng xén chỉ những gì ở bên trong vùng cập nhật là thực sự nhìn thấy được. BeginPaint xóa vùng cập nhật để ngăn chặn vùng giống nhau từ việc sinh ra các thông điệp WM_PAINT đến sau. Sau khi vẽ xong Windows phải gọi hàm EndPaint để giải phóng DC. Vùng cập nhật: Một vùng cập nhật xác định phần của vùng client được đánh dấu cho việc vẽ cho thông điệp WM_PAINT kế tiếp. Mục đích của vùng cập nhật là để lưu các ứng dụng thời điểm nó đưa ra để vẽ toàn bộ nội dung của vùng client. Nếu chỉ có phần mà cần vẽ được cộng vào vùng cập nhật thì chỉ có phần đó được vẽ. Hàm InvalidateRect và InvalidateRgn cộng một hình chữ nhật hay một vùng vào vùng cập nhật. Hình chữ nhật hay vùng phải được đưa ra ở trong tọa độ client. Vùng cập nhật bản thân nó được định nghĩa trong tọa độ client. Windows cộng những vùng và hình chữ nhật của chính nó vào một vùng cập nhật của cửa sổ sau khi những hoạt động như di chuyển, định kích thước và cuộn cửa sổ. Hàm ValidateRect và ValidateRgn xóa một hình chữ nhật hay một vùng ra khỏi vùng cập nhật. Những hàm này được sử dụng điển hình khi cửa sổ đã cập nhật một phần đặc biệt của màn hình trong vùng cập nhật trước khi nhận thông điệp WM_PAINT. Hàm GetUpdateRect lấy hình chữ nhật nhỏ nhất bao lấy toàn bộ vùng cập nhật. Hàm GetUpdateRgn lấy vùng cập nhật chính nó. Những hàm này có thể được sử dụng để tính toán kích thước hiện hành của vùng cập nhật để quyết định những công việc vẽ nào được yêu cầu. V – CHƯƠNG TRÌNH WINDOWS TIẾP NHẬN THÔNG ĐIỆP CHUỘT: Giới thiệu dòng chảy dữ liệu thông điệp nhập từ con chuột: Hardware event queue - Virtual & Mouse Device driver Hook chain GetMessage() DispatchMessage() WindowProc() DefWindowProc() 1 - Mouse: Khi mouse báo vị trí của mình (vị trí cursor) và có tác động lên mouse thì một tín hiệu được phát đi từ mouse gây ra một ngắt quãng, mouse driver giải quyết ngắt quãng này. 2 - Mouse device driver: Khi Windows khởi động thì mouse driver tự động nạp vào và kiểm tra xem có chuột hay không. Nếu có thì Windows gọi driver cung cấp một thủ tục để báo cáo các biến cố xảy ra trên chuột. Khi có một mouse event thì driver thông báo cho Windows biết. Nếu event là di chuyển mouse thì ưu tiên đáp ứng vị trí con trỏ di