Графические средства языка Паскаль


Монитор персонального компьютера может работать в двух режимах: текстовом и графическом. Все, что вы делали до сих пор, вы делали в текстовом режиме. Текстовый экран содержит 2000 знакомест - 25 строк по 80 позиций, в каждом знакоместе может быть выведен один символ. Графический экран состоит из маленьких точек - пикселов, каждый из которых закрашен в какой-либо цвет. Для работы в графическом режиме существует обширная библиотека процедур и функций, находящихся в модуле Graph. Структуру модуля и правила создания пользовательских модулей мы рассмотрим несколько позже. Чтобы использовать стандартные модули, вам достаточно знать лишь один оператор :

           USES модуль , ... ;

Этот оператор должен быть первым оператором в программе, в нем перечисляются все модули, используемые данной программой; в частности, чтобы работать с графикой, вам достаточно записать USES Graph;. Теперь рассмотрим графические средства, предоставляемые этим модулем. Здесь описаны только наиболее употребительные и наиболее полезные, по мнению автора, средства. Тот, кто хочет изучить все возможности модуля Graph, может сделать это, пользуясь справочной службой среды Turbo Pascal (или Borland Pascal).

1. PROCEDURE InitGraph(VAR GraphDriver,GraphMode: Integer;                       PathToDriver: STRING); - эта процедура инициализирует графический режим, т.е. переключает монитор из текстового режима в графический. Любые графические процедуры и функции могут быть выполнены только в графическом режиме. Перед вызовом InitGraph необходимо первому аргументу присвоить значение DETECT (константа, описанная в модуле Graph). PathToDriver - это строка, содержащая путь к файлу - графическому драйверу, для мониторов от EGA до SVGA это файл EGAVGA.BGI. Графические драйверы всегда содержатся в директории, где находится сам Turbo Pascal (обычно в поддиректории BGI). Вы можете либо отыскать на диске этот файл и в программе правильно задать путь к нему, например, 'D:\TP\BGI', либо иметь этот файл в вашей рабочей директории, тогда путь задается пустой строкой. Если ни то, ни другое не сделано, графический режим не будет инициализирован.

2. PROCEDURE CloseGraph; - закрывает графический режим.

3. FUNCTION GetMaxX : Integer; .

4. FUNCTION GetMaxY : Integer; - возвращают соответственно номер самого правого и самого нижнего пиксела экрана. Пикселы нумеруются от 0 до GetMaxX слева направо и от 0 до GetMaxY сверху вниз. Разрешение графического экрана зависит от типа монитора и от выбранного графического режима. Например, для монитора VGA максимальное разрешение 640 ´ 480, т.е. GetMaxX вернет 639, а GetMaxY - 479.

5. PROCEDURE SetBkColor(Color: Word); - устанавливает фоновый цвет, после ее выполнения весь экран будет закрашен в цвет Color. Цветовая палитра также зависит от типа монитора и выбранного графического режима, но стандартная палитра для цветного монитора включает 16 цветов:

0 - Black      1 - Blue           2 - Green      3 - Cyan

4 - Red       5 - Magenta       6 - Brown      7 - LightGray

8 - DarkGray  9 - LightBlue     10 - LightGreen 11 - LightCyan

12 - LightRed  13 - LightMagenta 14 - Yellow     15 - White

Приведенные названия - это имена констант, описанных в модуле Graph; вы   можете использовать их или номера цветов.

6. PROCEDURE SetViewPort(x1,y1,x2,y2: Integer; Clip: Boolean); - устанавливает графическое окно. x1,y1,x2,y2 - координаты соответственно левого верхнего и правого нижнего углов окна. После выполнения этой процедуры пикселы будут отсчитываться от левого верхнего угла окна. Логический параметр Clip определяет, следует ли усекать изображения на границах окна. Выполнять эту процедуру вовсе не обязательно, по умолчанию графическое окно занимает весь экран.

7. PROCEDURE ClearDevice; - закрашивает экран фоновым цветом.

8. PROCEDURE PutPixel(X,Y: Integer; Color: Word); - закрашивает пиксел с координатами X,Y цветом Color.

9. FUNCTION GetPixel(X,Y: Integer): Word; - возвращает цвет пиксела с координатами X,Y.

10. PROCEDURE SetColor(Color : Word); - устанавливает цвет линий, все выводимые на экран линии будут иметь цвет Color до выполнения следующей процедуры SetColor.

11. PROCEDURE SetLineStyle(LineStyle, Pattern, Thickness: Word); - устанавливает стиль линий, действует для всех выводимых линий до выполнения SetLineStyle с другими аргументами. Параметр LineStyle может принимать следующие значения:

0 - SolidLn - сплошная линия;

1 - DottedLn - пунктирная линия;

2 - CenterLn - штрих-пунктирная линия;

3 - DashedLn - штриховая линия;

4 - UserBitLn - линия, задаваемая программистом.

Если стиль линии - 4, то форма линии определяется вторым параметром   процедуры - Pattern. Толщина линии может принимать всего два значения:

1 - NormWidth - тонкая линия;

3 - ThickWidth - жирная линия.

12. PROCEDURE Line(x 1,y1,x2,y2: Integer); - рисует отрезок прямой от точки с координатами x1,y1 до точки x2,y2.

13. PROCEDURE MoveTo(x,y: Integer); - перемещает графический курсор в точку x,y. Графический курсор не виден на экране, но ряд процедур использует текущее положение графического курсора.

14. PROCEDURE LineTo(x,y: Integer); - рисует отрезок от текущей точки (текущего положения графического курсора) до точки x,y.

15. PROCEDURE MoveRel(Dx,Dy: Integer);- перемещает графический курсор на Dx по горизонтали и на Dy по вертикали.

16. PROCEDURE LineRel(Dx,Dy: Integer); - рисует отрезок от текущей точки до точки со смещением Dx,Dy.

17. FUNCTION GetX: Integer; и

18. FUNCTION GetY: Integer; - возвращают текущие координаты графического курсора.

19. PROCEDURE Rectangle(x1,y1,x2,y2: Integer); - рисует прямоугольник, x1,y1 - координаты левого верхнего угла, x2,y2 - координаты правого нижнего угла.

20. PROCEDURE Circle(X,Y: Integer; R: Word); - рисует окружность радиуса R с центром в точке X,Y.

21. PROCEDURE Ellipse(X,Y: Integer; f1,f2,Rx,Ry: Word); - рисует дугу эллипса с полуосями Rx,Ry и центром в точке X,Y от угла f1 до угла f2 (углы задаются в градусах).

22. PROCEDURE Arc(X,Y: Integer; f1,f2,R: Word); - рисует дугу окружности радиуса R с центром в точке X,Y от угла f1 до угла f2.

23. PROCEDURE SetFillStyle(Pattern,Color: Word); - устанавливает способ закраски. Параметр Pattern может принимать следующие значения: 0 - EmptyFill - не закрашивать, 1 - SolidFill - сплошная закраска, 2 - LineFill, 3 - LtSlashFill,

4 - SlashFill, 5 - BkSlashFill, 6 - LtBkSlashFill,7 - HatchFill, 8 - XHatchFill,

9 - InterleaveFill, 10 - WideDotFill, 11 - CloseDotFill.

24. PROCEDURE Bar(x1,y1,x2,y2: Integer); - рисует закрашенный прямоугольник, используя способ закраски, установленный процедурой SetFillStyle.

25. PROCEDURE FillEllipse(X,Y: Integer; Rx,Ry: Word); - рисует закрашенный эллипс.

26. PROCEDURE Sector(X,Y: Integer; f1,f2,Rx,Ry: Word); - рисует закрашенный эллиптический сектор.

27. PROCEDURE PieSlice(X,Y: Integer; f1,f2,R: Word); - рисует закрашенный круговой сектор.

28. PROCEDURE FloodFill(X,Y: Integer; Border: Word); - закрашивает замкнутую область, ограниченную линией цвета Border, X,Y - координаты любой внутренней точки области. Используется способ закраски "заливка жидкостью", поэтому, если ограничивающая линия имеет разрывы, "жидкость" выльется и закрасит все области экрана, которые сможет. Автор рекомендует самостоятельно провести эксперимент с этой процедурой.

29. PROCEDURE SetTextStyle(Font,Direction,Size: Word); - устанавливает способ вывода текста. Font - номер графического шрифта, принимающий значения 0 - DefaultFont , 1 - TriplexFont , 2 - SmallFont , 3 - SansSerifFont ,

4 - GothicFont. Нулевой шрифт - стандартный и поддерживается всегда. Если вы используете штриховые шрифты с 1-го по 4-й, то должны иметь в вашей рабочей директории шрифтовые файлы TRIP.CHR , LITT.CHR , SANS.CHR , GOTH.CHR (те из них, которые вам нужны). Параметр Direction определяет направление  вывода текста (слева направо или сверху вниз) и принимает значения 0 - HorizDir ,1 - VertDir. Параметр Size определяет размер символов и изменяется от 1 до 10.

30. PROCEDURE OutText(S: STRING); - выводит текст на графический экран, используя текущие координаты графического курсора (процедура WRITE[LN] в графическом режиме не работает).

31. PROCEDURE OutTextXY(X,Y: Integer; S: STRING); - выводит текст на графический экран, используя координаты X,Y.

32. PROCEDURE SetTextJustify(Horiz, Vert: Word); - устанавливает способ позиционирования текста. Параметр Horiz может принимать значения:

0 - LeftText    - по левому краю,

1 - CenterText - по середине текста,

2 - RightText  - по правому краю.

Параметр Vert может принимать значения:

0 - BottomText - по нижнему краю,

1 - CenterText  - по середине текста,

2 - TopText    - по верхнему краю.

Не пренебрегайте этой процедурой, если хотите аккуратно вывести подписи к вашему рисунку.

33. FUNCTION TextWidth(S: STRING): Word; - возвращает длину текста в пикселах.

34. FUNCTION TextHeight(S: STRING): Word; - возвращает высоту текста в пикселах.

35. PROCEDURE SetVisualPage(Page : Word); - устанавливает видимую графическую страницу (если в данном графическом режиме есть несколько видеостраниц). Page - номер страницы, равный 0,1 и т.д.

36. PROCEDURE SetActivePage(Page : Word); - устанавливает текущую графическую страницу, куда будет направлен весь вывод. Две последние процедуры могут быть использованы для создания мультипликации.

37. PROCEDURE SetGraphMode(Mode: Integer); - устанавливает графическую моду. Большинство графических драйверов допускает несколько мод. Какой графический драйвер задействован в данном компьютере, можно узнать по значению параметра GrDriver после выполнения процедуры InitGraph. Присваивая этой переменной значение DETECT, мы не задаем никакого драйвера, а лишь указываем, что процедура сама должна определить этот драйвер. В Паскале определены следующие константы драйверов: DETECT=0, CGA=1, MCGA=2, EGA=3, EGA64=4, EGAMONO=5, IBM8514=6, HERCMONO=7, ATT400=8, VGA=9, PC3270=10. При успешном выполнении процедура InitGraph возвратит одно из этих значений через параметр GrDriver. Параметру GrMode присваивается значение установленной графической моды (от 0 до 4), причем устанавливается старшая мода. У драйвера VGA есть три моды, различающиеся разрешением экрана и количеством видеостраниц:

 0 - 640 ´ 200, 4 страницы,

 1 - 640 ´ 350, 2 страницы,

 2 - 640 ´ 480, 1 страница.

Именованные константы для графических мод также описаны в модуле Graph; так, для перечисленных выше мод это: VGALo, VGAMed, VGAHi.

38. FUNCTION GetGraphMode : Integer; - возвращает установленную графическую моду.

39. PROCEDURE RestoreCrtMode; - устанавливает текстовый режим монитора. Эта процедура совместно с SetGraphMode может использоваться для отладки графических программ. Предположим, что мы написали, но пока еще не отладили графическую программу. Мы хотим вывести какую-либо информацию, вычисляемую программой, на экран, но использовать для вывода процедуру OutText довольно затруднительно. Организуем нашу программу следующим образом :

... InitGraph ...  { здесь мы хотим вывести информацию } RestoreCrtMode; WRITELN(...

   { вернемся в графику } SetGraphMode(GetGraphMode); ...

40. FUNCTION GraphResult :Integer; - возвращает код завершения последней графической операции; если этот код равен grOK (=0), то операция выполнена успешно, в противном случае произошла ошибка.

Чтобы продемонстрировать некоторые из графических возможностей языка Паскаль, напишем программу, рисующую график функции cos2x на отрезке [0,6p].

USES Graph;

CONST ScreenColor = DarkGray; {цвет экрана}

       LineColor  = Yellow;    {цвет кривой}

       TextColor  = White;     {цвет подписей}

       AxisColor  = LightCyan; {цвет координатных осей}

CONST n           = 200; {количество отрезков в графике}

       LeftBlank   = 100; {отступ слева}

       RightBlank  = 100; {отступ справа}

       TopBlank    = 100; {отступ сверху}

       BottomBlank = 60 ; {отступ снизу}

       TicSize      = 5;   {размер делений на осях}

       PowerSize    = 3;   {размер цифры 2 (показатель степени)}

       TicsNumY   = 10;  {количество делений на оси Y}

       TicsNumX   = 6;   {количество делений на оси Y}

CONST x1=6*Pi;

FUNCTION f(x:REAL):Real; BEGIN f:=Sqr(Cos(x)); END;

VAR GrDriver,GrMode,Lx,Ly,Px,Py : Integer;

    i                            : Word;

    s                            : STRING;

    Mx,My,x                     : Real;

BEGIN {инициализируем графический режим}

       GrDriver:=DETECT; InitGraph(GrDriver,GrMode,'');

       {закрасим экран фоновым цветом}

       SetFillStyle(1,ScreenColor); Bar(0,0,GetMaxX,GetMaxY); 

      {вычислим длины осей и положение начала координат}

       Lx:=GetMaxX+1-LeftBlank-RightBlank;

       Ly:=GetMaxY+1-TopBlank-BottomBlank;

       Px:=LeftBlank; Py:=GetMaxY-BottomBlank;

       {нарисуем оси}

       SetColor(AxisColor);

       MoveTo(LeftBlank,TopBlank-1); LineRel(0,Ly); LineRel(Lx,0);

       {оцифруем ось X}

       SetTextJustify(CenterText,TopText);

       FOR i:=1 TO TicsNumX DO BEGIN

            MoveTo(LeftBlank+i*Lx DIV TicsNumX,Py); LineRel(0,TicSize);

            IF i=1 THEN s:='' ELSE Str(i,s); MoveRel(0,2); OutText(s+'Pi');

       END;

       {оцифруем ось Y}

       SetTextJustify(RightText,CenterText);

       FOR i:=1 TO TicsNumY DO BEGIN

            MoveTo(Px,Py-i*Ly DIV TicsNumY); LineRel(-TicSize,0);

            Str(i/10:3:1,s); MoveRel(-2,0); OutText(s);

       END;

       {выведем пояснительный текст}

       SetTextJustify(CenterText,CenterText); SetColor(TextColor);

       MoveTo(LeftBlank+Lx DIV 2,TopBlank DIV 2);

       OutText('график функции Cos(x)');

       {выведем показатель степени}

       MoveRel(TextWidth('график функции Cos(x)') DIV 2-TextWidth('(x)'),TextHeight('s'));

       SetTextStyle(SmallFont,0,PowerSize); OutText('2'); 

       {вычислим масштабы по X и Y}

       Mx:=Lx/x1; My:=Ly;

       {нарисуем график}

       SetLineStyle(0,0,3); SetColor(LineColor); MoveTo(Px,Py-Ly);

       FOR i:=1 TO n DO BEGIN

            x:=i*x1/n; LineTo(Px+Round(Mx*x),Py-Round(My*f(x)));

      END;

      {сделаем задержку}

      READLN;

      {перейдем в текстовый режим}

      CloseGraph;

END.

Это неплохая программа, но автор хотел бы предостеречь от ее бездумного использования как эталона во всех случаях. Она использует априорную информацию о виде изображаемой функции: минимальное значение функции = 0, максимальное значение функции = 1, начало координат находится в точке пересечения осей и т.п. В ваших программах все может быть не так.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elib.albertina.ru/