Машинная графика в среде программирования Delphi PDF
Preview Машинная графика в среде программирования Delphi
Московскийгосударственныйтехническийуниверситет . . имениНЭ Баумана . . , . . А Л Исаев А В Куров МАШИННАЯ ГРАФИКА В СРЕДЕ DELPHI ПРОГРАММИРОВАНИЯ . . . РекомендованоредсоветомМГТУим НЭ Баумана вкачествеучебногопособия « » покурсу Информатика Москва . . . ИздательствоМГТУим НЭ Баумана 2006 681.3.06 УДК 32.97 ББК 85 И : . . , . . Рецензенты ИВ Журавлев АИ Коротаев . ., . . ИсаевАЛ КуровАВ 85 Delphi: . И Машиннаяграфикавсредепрограммирования Учеб .– .: - . . . ,2006.–60 . пособие М Изд воМГТУим НЭ Баумана с ISBN5-7038-2867-8 - Рассмотрены графические возможности среды программи Delphi. - рования Данысправочныематериалыпометодамисвой , , ствам классов используемых при работе в графике и основные , теоретические сведения необходимые для построения плоских , , . изображений графиков организациидвижущегосяизображения ObjectPascal. - Приведеныпримерыпрограммнаязыке Данывари . антызаданийдлявыполнениялабораторныхработ , « - Длястудентовпервогокурса изучающихдисциплину Ин ». форматика 681.3.06 УДК 32.97 ББК ISBN5-7038-2867-8 c . . . ,2006 МГТУим НЭ Баумана (cid:13) ВВЕДЕНИЕ - Большуючастьинформацииобокружающеммиречеловекпо , лучаетспомощьюоргановзрения поэтомуивсовременноммире . изображенияявляютсяосновнымносителеминформации Современные средства вычислительной техники позволяют осуществлять ввод в ЭВМ и вывод из нее изображений и иной . графической информации Представление информации в форме - графических образов увеличивает полноту и скорость ее восприя . тия - Построение изображений производится с помощью специаль . « - ныхтехническихипрограммныхсредств Врамкахкурса Инфор », , матика изучаемого всеми студентами первого курса происходит . знакомство с основными техническими средствами ЭВМ Однако , - главныйупорделаетсянаизучениеосновныхалгоритмов исполь , зуемых при решении инженерных задач умение реализовать эти . - алгоритмынаконкретномязыкепрограммирования Приэтомсту дентдолженнаучитьсяотображатьвнагляднойграфическойформе , « - результаты своих расчетов и исследований поэтому разделу Ма » шиннаяграфика уделяетсядостаточнобольшоевниманиевкурсе « ». Информатика Данное пособие позволит студенту лучше уяснить основные - математическиепредпосылкидвумернойграфикииалгоритмыпо . строенияплоскихизображений - Приводимые примеры программ построения графических изо bjectPascal бражений на языке О студенты смогут использовать на , — практике а варианты заданий при выполнении лабораторных . работ 1. ОБЛАСТИПРИМЕНЕНИЯ МАШИННОЙГРАФИКИ — Машиннаяграфика этосовокупностьметодовисредствдля - преобразования данных в графическую форму и обратно с помо . щьюЭВМ Машиннаяграфиканаходитсамоеширокоеприменение , , - вразличныхотрасляхнаукиитехники промышленности экономи , , , . ке учебномпроцессе органахуправления быту - Существуют следующие разновидности программного обеспе : чениядляграфическогопредставленияинформации ( , иллюстративная графика создание изображений играющих • : , , , ). роль иллюстративного материала рисунков схем эскизов карт - Системы иллюстративной графики должны реализовывать функ , « »,« »,« » - ции позволяющие резать стирать склеивать различныеча , - стиизображения хранитьвбиблиотекеранеесформированныеизо , - браженияивставлятьихвовновьсоздаваемыерисунки использо , , - ватьтрафареты выводитьизображенияразличнымцветом осуще ; ствлятьзакраскуобъектовизображения ( , деловаяграфика отображениеданных хранимыхвтаблицах • , , , ); илибазахданных ввидеграфиков диаграмм гистограмм ( - инженерная графика автоматизация чертежных и конструк • ); торскихработ . - научнаяграфика Задачинаучнойграфикивомногомопреде • c . - ляются пецификой конкретной научной области В географии си - стемыкомпьютернойграфикидолжныобеспечиватьсозданиеиоб . - работкуразнообразныхкарт Вматематикеихимиисредстванауч - ной графики предоставляют возможность использовать специаль ( ) . - нуюнотацию формулы приподготовкедокументации Вэтомслу , чаедолжныобеспечиватьсявводсимволовсклавиатуры генерация представленияформулипреобразованиеформулдляподключения . системыаналитическихпреобразований 4 , Машиннаяграфикаприменяетсятакжевиздательскомделе при , , моделировании созданиитренажеров вуправлениитехническими . . системамиит д , Взависимостиотнаправленияпреобразованияданных способа - ихвизуальногопредставленияитипаобъектоввизуализациивыде , - ляют три основных типа задач решаемых средствами компьютер : , , ной графики синтез изображения анализ изображения обработка . изображения - Входесинтезаизображенияосуществляютегогенерациюивы . - воднаконкретноеграфическоеустройство Приэтомиспользуют , - ся модели выводимых объектов в отношении которых применя ( , , , ютоперациипреобразования перенос масштабирование поворот , ). - проецирование отсечение Перед построением изображения вы , - полняюттакжеудалениеневидимыхлинийиповерхностей закра . шиваниеизатенениеобъектовсцены - При анализе изображения решают задачи распознавания и вы . деленияэлементарныхобъектовпоихабстрактнымописаниям - Обработка изображения представляет собой изменение визу . альногопредставлениякартинысцельюулучшенияеекачества 2. ОСНОВЫМАШИННОЙГРАФИКИ Для построения изображений необходимо иметь специальные , - техническиеипрограммныесредства называемыесредствамима . шинной графики Основным техническим устройством является , - графический дисплей основу которого сегодня может предста - , - влять электронно лучевая трубка плазменная панель или жидко . кристаллическая матрица Однако в каждом из этих трех случаев , , поверхность на которой формируется изображение представляет , . . собой совокупность отдельных светящихся элементов т е имеет , дискретную природу в то время как выводимые геометрические . объектыявляютсянепрерывными - Изображение на поверхности дисплея формируется из отдель , . . , ныхсветящихсяточек т е фактическипредставляетсобоймозаику - поэтомудляпостроенияскольугодносложногографическогоизо . бражениядостаточнознатьцветкаждойточкиэкрана 5 - Эторазличиемеждуисходнымиивизуализированнымиобъек : - тамипорождаетцелыйрядпроблем требуетсяразработкаиприме , - нение соответствующих алгоритмов построения отрезков окруж , , - ностей другихкривых заполненияобластейнаповерхностиэкра . на — - Другая проблема это ступенчатость получаемых изображе ( ). ний лестничный эффект Этот эффект легко видеть на примере – . простейшего объекта наклонного отрезка Он выглядит именно - ( - каксовокупностьотдельныхотрезков ступенек отсюдаипроисхо ). , дит название эффекта Только для горизонтальных вертикальных 45o - и наклоненных под углом в отрезков лестничный эффект от . , - сутствует Принципиальнопреодолетьегонельзя однакоприменя ют различные способы сглаживания изображения для создания у . наблюдателяиллюзииотсутствиялестничногоэффекта Основным способом уменьшения лестничного эффекта является увеличение , - разрешающей способности при этом отдельные точки экрана ста , новятсянастолькомалымииблизкорасположеннымидругкдругу . чточеловеческийглазпрактическиихуженеразличает , . Такимобразом современнаяграфикаявляетсярастровой Растр ( ), - представляетсобойматрицуотдельныхпикселей точек упорядо . — ченных по строкам и столбцам Пиксель наименьший элемент , изображения которому можно индивидуально назначить цвет или . - степень яркости Для хранения информации о выводимом изобра , - жениитребуетсядостаточнобольшойобъемпамяти посколькусо 600 2048 800–2048 временныедисплеимогутиметьот до строкпо , пикселейвкаждойстроке ацветкаждогопикселякодируетсятремя . байтами , , Изображение подлежащее выводу на экран дисплея может быть представлено совокупностью простейших геометрических ( , , , . .), фигур отрезков прямоугольников окружностей эллипсов и т д , , - для высвечивания которых имеются как правило готовые язы . ковые средства Однако для правильного использования готовых , , - методов обеспечивающихпостроениегеометрическихфигур сле . - дует знать параметрическое число каждого из таких объектов Па - раметрическим числом объекта называется минимальное количе , . - ство параметров задающих этот геометрический объект Напри 6 , — , , мер параметрическое число отрезка четыре прямоугольника — . эллипса пять Delphi Однако при использовании методов классов требуется . задавать меньшее количество параметров Это свидетельствует о , - том что данные методы обеспечивают вывод фигур в определен . , - ном положении Например отрезок строится из текущего положе , - нияграфическогокурсоравточкусзаданнымикоординатами пря — , , моугольник со сторонами параллельными координатным осям — , . - эллипс сосями такжепараллельнымикоординатнымосям Дан ные ограничения следует принимать во внимание при написании , , , - программ вчастности втомслучае когдастроитсяпреобразован ( ) , - ное повернутое изображение так как в этом случае геометриче - ские фигуры приобретают произвольную ориентацию на плоско . сти Вэтомслучаенеобходимосамостоятельнонаписатьфрагмент , . программы обеспечивающейпостроениетребуемогоизображения , Выводпрямоугольникаудобноосуществлять знаякоординатыего , четырех вершин а построение кривых обычно производится по , , . точкам принадлежащимкривой которыесоединяютсяотрезками - В последнем случае необходимо правильно выбрать количе . ство точек кривой Поскольку при рисовании кривой выполняется - , - - кусочно линейная аппроксимация то из за малого количества ап - проксимирующих отрезков изображение получается некачествен ( ), - ным криваяявнобудетвыглядетькакломаная абольшоеколиче . ствоточекможетпривестикизлишнимвычислениям , - Наилучший результат достигается в том случае если шаг из менения аргумента при аппроксимации кривой выбирать согласно : следующему правилу при достаточно большом радиусе кривизны , - кривойдвесоседниеточкикривойдолжныбытьтакими чтобыве ( ), , личина угла выраженная в радианах образованного радиусами , проведеннымиврассматриваемыеточки быланеменеевеличины 1/R, R— . где радиускривизныкривой - При составлении программ вывода изображения следует учи : - тывать особенности экранной системы координат ось абсцисс на , — , - правленаслеванаправо аосьординат сверхувниз причемнача . лосистемыкоординатрасполагаетсявлевомверхнемуглуэкрана 7 , - Такимобразом координатаверхнейлевойточкиимеетнулевыеко , — - ординаты акоординатынижнейправойточки максимальныеко (X ,Y ). - ординатыдляданногополявывода max max Поэтомуприпод , готовкепрограммнеобходимоследитьзатем чтобывычисленные - координатыточекимелицелыенеотрицательныезначенияинепре - вышалибымаксимальныхзначенийдляустановленногополявыво ( , , ). да точки лежащиезапределамиполявывода невысвечиваются , - Такимобразом впрограммуцелесообразновключитьпроверкуко X Y ординатвыводимыхточек и напринадлежностьинтервалуот . нулядомаксимальногозначения При написании программы вывода графического изображения - целесообразносоставитьвыражениядлявычислениякоординатто , - чек используемых при обращении к методам вывода геометриче . - скихобъектов Приэтомопределеннуюточкуизображенияприни , - маютзабазовую акоординатыостальныхточеквычисляютпоот . ношениюкней Такойподходделаетпрограммудостаточногибкой , иуниверсальной таккакприизмененииположениябазовойточки . - автоматически пересчитываются координаты других точек Разме - рыфрагментовизображенияследуетзадаватьневабсолютныхзна , ( - чениях новдоляхотразмеровполявывода разрешающейспособ ), ности таккаквэтомслучаеприизмененииразмеровполявывода пропорциональноизменятсяиразмерывыводимогоизображенияи . непридетсязанововычислятьновыеразмерыикоординатыточек Подразрешающейспособностьюэкранапонимаютколичество , , точек растра приходящихся на единицу измерения длины вдоль . координатныхосей 3. DELPHI. ГРАФИЧЕСКИЕВОЗМОЖНОСТИСРЕДЫ ПОСТРОЕНИЕПЛОСКИХИЗОБРАЖЕНИЙ Delphi Среда визуального программирования в полной мере - предоставляетпользователювозможностьразрабатыватьпрограм , - мы с помощью которых можно получить графические изображе : , , . ния схемы чертежи текстииллюстрации Богатствографических Windows возможностей связано с так называемым дескриптором DC (Device Context) - контекста графического устройства и тре : , . мя входящими в него инструментами шрифтом пером и кистью 8 Delphi - , - В созданы классы надстройки упрощающие использова Windows: — ние графических инструментов для контекста класс TCanvas, — TFont, — TPen, — для шрифта для пера для кисти TBrush. - Связанные с этими классами объекты автоматически со - здаются для всех видимых элементов и становятся доступны про Canvas,Font,Pen,Brush. граммечерезсвойства Delphi В существуетрядспециальныхкомпонентовдлявывода ( ) готовых изображений рисунков или фотографий из графических ( Image), ( - файлов компонент некоторыхгеометрическихфигур ком Shape), ( Chart) . - понент графиков и диаграмм компонент и др На , Shape( пример спомощьюкомпонента онрасположеннастранице Additional ) , палитрыкомпонентов можноизобразитьнаформекруг , , - эллипс квадрат прямоугольникилипрямоугольниксзакругленны . ми углами Для этого достаточно поместить на форму компонент Shape ( - инастроитьегоспомощьюсоответствующихсвойств свой Shape , Brush ство позволяетвыбратьфигуру свойство отвечаетзаее , Pen — ). фоновыйцвет асвойство затолщинуицветееграницы , - Основнымклассом позволяющимиспользоватьобширныегра Delphi, T anvas. фическиевозможности являетсякласс С Этоткласс . Canvas ( , ) имеет множество свойств и методов Объект канва холст - этогоклассаявляетсясвойствомформыимногихграфическихком (Image, PaintBox, BitMap .). понентов и др Канвой названа область , компонента на которой можно рисовать или отображать готовые . , - изображения Онасодержитсвойстваиметоды существенноупро Delphi. щающиеграфику Х Y. - Каждаяточкаканвыимееткоординаты и Системакоорди , Delphi, натканвы какивездев имеетначаломлевыйверхнийугол . Х , канвы Координата возрастаетприперемещениислеванаправо а Y — . - координата приперемещениисверхувниз Координатыизме . — . ряются в пикселях Важнейшее свойство пикселя его цвет Для TColor. - описанияцветаиспользуетсятип Цветвстречаетсяпракти . Delphi - чески в каждом компоненте В определено множество кон T olor. станттипа С Одниизнихнепосредственноопределяютцвета ( , clBlue — ), например синий другие определяют цвета элементов , - окон которыемогутменятьсявзависимостиотвыбраннойпользо Windows( ,clBtnFace— - вателемпалитрыцветов например цветпо ). Color .1. верхностикнопок Константысвойства данывтабл 9
The list of books you might like
